유연 배터리
한국과학기술원(KAIST)은 21일 신소재공학과 이건재 교수팀이 휘어지는 디스플레이의 에너지원으로 반드시 필요한 고효율 유연 배터리를 개발하는데 성공했다고 밝혔다.
얇고 가벼우면서도 유연한 디스플레이로의 혁신적인 기술 발전을 위해서는 필연적으로 휘어지면서 충전밀도가 높고, 폭발위험이 극히 적은 고성능 유연 고상배터리의 개발이 요구돼왔다.
그러나 고효율 배터리를 만드는 소재 중 산화물 양극재료는 고온의 열처리가 필요하기 때문에 플라스틱 기판위에서는 구현할 수 없을 뿐만 아니라 고온 열처리 없이 분말 형태로 만들 경우에는 충전밀도가 매우 낮다는 문제점이 있었다.
이건재 교수 연구팀
연구팀은 리튬코발트산화물(LiCoO2) 양극재료를 운모 희생기판에서 4㎛(머리카락의 약 10분의 1 두께) 정도인 박막형태로 고온 성장시켜 만든 뒤 기판으로 쓰인 딱딱한 희생기판을 제거하고 얇은 배터리 부분만 남겨 유연한 기판위에 전사함으로써 이 같은 난제를 해결했다.
이번에 개발된 배터리는 휘어지더라도 전압이 3.9-4.2V로 거의 변하지 않고, 1만 차례 정도 충·방전해도 안정적으로 작동하며, 2200㎼h/㎤의 높은 에너지 밀도(패키징 포함)를 지닌 게 특징이다.
이 교수팀은 현재 배터리의 충전 용량을 높이는 후속연구와 대량 생산을 위한 기술 개발을 진행 중이어서 조만간 상용화가 가능할 것으로 기대하고 있다.
이번 연구결과는 재료분야의 세계적 학술지인 ''나노 레터스(Nano Letters)'' 8월호 온라인판에 실렸으며, 미국 화학학회 뉴스레터인 C&EN(Chemical & Engineering News)에도 지난 10일자 특집으로 보도됐다.
◇동영상 = 굽힘 상태에서 상용 블루 LED를 켜며 전압특성이 유지되는 유연 배터리 모습.(KAIST 제공)