고속충전 가능하고 얇은 플렉서블 이차전지 개발

국내 연구진이 고속 충전이 가능하면서도 두께도 매우 얇개 만들 수 있는 플렉서블 이차전지 원천기술을 개발했다.
조재필 울산과학기술대학교(UNIST) 에너지 및 화학공학부 교수팀은 10분 이내에 고속충전이 가능하고 전지 두께도 1mm 이내로 얇게 만드는 플렉서블 이차전지 원천기술을 개발했다고 지난 달 31일 밝혔다.
최근에는 플렉서블 디스플레이, 스마트 시계, 웨어러블 PC와 같은 신개념 플랙서블 전자 기기에 대한 수요가 크게 급증하고 있다. 하지만 기존 플렉서블 전지는 충전할 때 1시간 가량 걸리는 등 전지에 대한 개발 수준은 뒤쳐져 있는 실정이었다.
연구팀은 리튬 이차전지의 핵심 요소인 전극 소재와 집전체에 나노 기술을 적용했다. 양극소재로 쓰이고 있는 리튬코발트산화물 대신 니켈산화물계를 사용해 충전용량을 20% 향상시켰으며 바나듐이 함유된 복합산화물 층을 양극소재 표면에 입혀 양극표면의 전자전도도를 2배 이상, 소재내부에서의 리튬이온의 이동도를 3배 이상 개선했다.

높은 에너지 밀도를 구현하기 어려운 음극소재는 일반 흑연에 비해 전자전도도가 13배 이상 높은 팽창흑연 표면에 10nm(1nm=10억분의 1m) 이하의 비정질 실리콘 나노입자들을 균일하게 코팅한 결과 기존 용량에 비해 약 60% 향상됐다.
조재필 교수는 "이번에 개발된 플렉서블 이차전지는 고속 충전이 가능하고 극심한 구부림 테스트에서도 우수한 충.방전 특성을 구현했기 때문에 향후 플렉서블 디바이스 시대를 앞당기는데 크게 기여할 것"이라고 밝혔다.
이번 연구결과는 '나노 레터스(Nano Letters)' 7월호에 실렸다.
[김미연 기자]