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| UNIST 이상영 교수팀, 원하는 곳에 원하는 모양으로 얇게 입힐 수 있는 리튬이온전지 개발 |
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| 다양한 디자인의 차세대 전자 기기 구현에 기여할 것으로 기대 |
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한국에너지절약신문 
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| ▲ 프린팅·광가교 공정을 이용하여 제조된 사물과 일체화된 전지 모식도. (사진제공=UNIST) © 한국에너지절약신문 | | 미래창조과학부(장관 : 최양희)와 한국연구재단(이사장 : 정민근)은 “국내 연구진이 어떠한 전자기기에나 원하는 모양으로 얇게 입힐 수 있는 리튬이온전지를 개발했다”고 밝혔다.
리튬이온전지는 충전 및 재사용이 가능한 이차 전지의 일종이며, 휴대폰 배터리로 널리 사용된다.
UNIST 이상영 교수, UNIST 박사과정 김세희, 최근호 연구원 등은 별도의 전지 공간이 필요 없는 신개념 리튬이차전지를 개발하기 위한 연구를 미래창조과학부와 한국연구재단이 지원하고 있는 기초연구사업(중견연구자지원)과 교육부의 BK21플러스사업을 통해 수행하였으며, 이번 연구 결과물은 나노과학 분야의 권위 있는 학술지인 나노 레터스(Nano Letters)지 8월 12일자(논문명 : Printable solid-state lithium-ion batteries : A new route toward shape-conformable power sources with aesthetic versatility for flexible electronics.)에 게재되었다.
이 논문의 제1저자는 UNIST 박사과정 김세희, 최근호 연구원이며, 교신저자는 UNIST 이상영 교수이다.
휘어지는(flexible) 전지는 최근 큰 이슈가 되고 있는 사물 인터넷은 물론 스마트 워치, 입는 컴퓨터 및 휘어지는 디스플레이 등 미래 착용형 기기 작동용 전원으로 크게 주목받고 있다.
기존에도 얇고 휘어지는 리튬전지에 대한 연구는 계속되었으나, 어느 기기에나 접목되어 원하는 디자인을 갖도록 프린팅 공정 및 고분자전해질을 도입하여 전지를 제조한 사례는 없었다.
연구팀은 먼저 양극, 음극 및 전해질 물질을 각각 ‘조청’과 같은 점성(점도 700포와즈)을 갖도록 새롭게 제조했다. 그 다음 원하는 사물 위에 음극-전해질-양극의 순서대로 직접 프린팅하되, 각각의 물질을 프린팅할 때 마다 1분 이내의 짧은 시간 동안 자외선에 노출시켜 굳혔다. 각 물질의 점성으로 전지는 사물 위에 프린팅된 모양 그대로 붙어 있게 되며 자외선 노출로 고체 상태가 됐다.
이를 통해 프린팅 공정으로 유리컵, 안경 등 원하는 사물 어디에나 글자, 하트 모양 등 다양한 형태의 전지를 기기별 특성에 맞게 빠르고 저렴하게 제작할 수 있는 ‘기기맞춤형 얇고 휘어지는 리튬전지’ 원천기술을 확보했다.
새로운 전지는 기존 전지에서 필수적으로 요구되는 전해액 주입 공정 및 분리막이 필요 없으며 지름 5mm 막대에 반복적으로 감았을 때도 폭발 없이 성능이 유지될 만큼 유연한 특성의 우수한 성능을 구현한다.
이에 현재의 노트북, 휴대폰에서 요구되는 별도의 전지 공간이 필요 없게 되어 착용형 기기 등에 쉽게 접목될 수 있으며, 사물인터넷 시대를 앞당길 것으로 기대된다.
한편, 이번 연구에 참여한 이상영 교수는 “착용형 기기 및 사물인터넷 시대를 여는 데 있어 가장 큰 걸림돌 중의 하나였던 전원 공간 문제를 해결할 수 있게 되었으며, 이를 통해 차세대 전자기기들을 다양한 디자인으로 구현하는 데에도 중요한 기여를 할 수 있게 되었다”라고 밝혔다.
/ 한국에너지절약신문 인터넷부 엄재성 기자 news@energysavingnews.kr
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| 기사입력: 2015/08/17 [12:27] 최종편집: ⓒ 한국에너지절약신문 |
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