접거나 구겨도 작동되는 배터리가 개발됐다. 이 배터리를 아웃도어 의류에 적용하면 한겨울에도 땀이 나는 옷을 만들 수 있게 된다.
최근 삼성전자의 갤럭시 기어, 애플의 아이와치, 구글 글라스 등 웨어러블(wearable : 착용할 수 있는) 전자기기 기술이 주목 받으면서 접히는 배터리 기술 개발 경쟁이 벌어지고 있다. 이에 따라 이 배터리가 상용화되면 관련 시장을 선도할 수 있을 것으로 전망된다.
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카이스트는 지속가능한 에너지·환경·수자원 개발 대학원(EEWS)의 최장욱(39)·이정용(40) 교수와 김택수(36) 기계공학과 교수 등의 연구진이 접어도 안전하게 작동하며 태양열로 충전도 할 수 있는 신개념 배터리를 개발했다고 14일 밝혔다.
최 교수 연구팀은 섬유는 반복적인 움직임에도 변형되지 않는 점에 착안해 배터리에 유연한 특성을 부여했다. 폴리에스터 섬유에 니켈 무전해 도금을 한 뒤 이차전지의 양극에 리튬인산철산화물을, 음극에는 리튬티타늄산화물을 얇게 발라 유연한 집전체를 만들었다.
알루미늄과 구리를 기반으로 하는 기존 배터리 집전체는 몇 번만 접으면 부러지지만 이번에 개발된 집전체는 섬유를 바탕으로 제작돼 구부림과 접힘, 구겨짐 등이 가능한 점이 특징이다.
특히 집전체 골격으로 쓰인 3차원 섬유구조는 반복적인 움직임에도 힘을 분산시켜 전극물질의 유실을 최소화하면서도 전지의 구동을 원활하게 해 5000여 차례 이상 접어도 정상적으로 작동했다.
연구팀은 여기에 유기태양전지 기술을 적용해 옷처럼 입은 상태에서 태양광으로 충전할 수 있는 기능도 추가했다.
최 교수는 “지금까지 입는 전자제품 개발에 있어 가장 큰 난관이었던 배터리 문제를 해결하게 됐다”며 “기존 이차전지 기업들과 협력해 상용화하면 다양한 소형 모바일 전자기기를 입고 다니는 새로운 IT시대가 열리게 될 것”이라고 말했다.
이번 연구 결과는 지난 5일자 나노과학분야 세계적 권위지인 ‘나노레터스(Nano Letters)’ 온라인판에 실렸다.
