최장욱 교수팀, 옷처럼 입는 신개념 배터리 개발

최장욱 교수

아주경제 이한선 기자 = 국내연구진이 옷처럼 입을 수 있는 신개념 배터리를 개발했다.
 
한국과학기술원(KAIST)은 EEWS 대학원 최장욱(39) 교수가 같은 과 이정용(40) 교수, 기계공학과 김택수(36)와 공동으로 휘거나 접어도 안전하게 작동하면서 태양열로 충전하는 신개념 배터리를 개발했다고 14일 밝혔다.
 
연구결과는 나노과학분야 세계적 권위지 나노 레터스지 5일자 온라인판에 게재됐다.
 
이번에 개발된 배터리를 이용하면 웨어러블 컴퓨터 기술개발이 탄력을 받을 것으로 기대된다.
 
아웃도어 의류에 적용할 경우 한겨울에도 입으면 땀이 나는 옷이 나올 수 있을 것으로 예상된다.
 
연구팀은 옷으로 사용되는 섬유가 반복적인 움직임에도 변형되지 않는 점에 착안해 배터리에 유연한 특성을 부여했다.
 
연구팀은 폴리에스터 섬유에 전통적인 기술인 니켈 무전해 도금을 한 후 전극 활물질로 양극에는 리튬인산철산화물을, 음극에는 리튬티타늄산화물을 얇게 도포해 유연한 집전체를 개발했다.
 
이처럼 섬유를 기반으로 개발된 배터리는 섬유의 유연함을 유지할 수 있어 구부림.접힘.구겨짐이 모두 가능하다.
 
기존 배터리의 집전체가 알루미늄과 구리를 사용해 몇 번만 접어도 부러지는 단점을 간단한 방법을 통해 개선했다.
 
집전체 골격으로 쓰인 3차원 섬유구조는 반복적인 움직임에도 힘을 분산시켜 전극물질의 유실을 최소화하면서도 전지의 구동을 원활하게 해 5000회 이상 접어도 정상적으로 작동했다.
 
현재는 2V의 전압과 85mAh의 용량을 나타내 추가적인 최적화 과정을 통해 맞춤형 디자인을 통해 다양한 웨어러블 응용 분야에 적용할 수 있다고 연구팀은 설명했다.
 
또 현재 양산 제조공정을 그대로 활용할 수 있어 생산라인의 재투자 없이 바로 적용될 수 있을 것으로 기대된다.
 
연구팀은 또 휘어지면서도 가벼운 특징을 갖는 유기태양전지 기술을 적용, 옷처럼 입고 구김이 가는 상태에서 태양광으로 충전하는 기능도 추가했다.
 
최장욱 교수는 “지금까지 입는 전자제품 개발에 있어 가장 큰 난관이었던 입는 배터리의 실마리를 풀어 미래 이차전지 분야 핵심원천기술로 활용될 것”이라며 “기존 이차전지 기업들과의 협력해 상용화되면 다양한 소형 모바일 전자기기를 입고 다니는 새로운 IT 시대를 가능하게 할 것”이라고 밝혔다.