휘어지는 종이 배터리 국내 연구진 세계 최초 개발…아이폰6, 휘어지는 핸드폰 현실로?

'휘어지는 종이 배터리'

휘어지는 종이 배터리를 만드는 원천기술이 국내 연구진에 의해 세계 처음으로 개발됐습니다.

지난달 30일 산림청 국립산림과학원은 울산과학기술대와 함께 나무에서 추출한 셀룰로오스로 제조한 나노종이 분리막과 전극을 이용해 종이처럼 휘어지는 배터리(플렉시블 종이 리튬이온 전지)를 개발하는 데 성공했다고 밝혔습니다.

나노종이는 종이의 원료인 셀룰로오스 입자를 나노 크기로 분쇄해 만든 새로운 형태의 유연한 종이를 말합니다. 분리막은 리튬이온전지의 음극과 양극을 나누는 얇은 막입니다.

리튬이온전지와 이 전지에 포함되는 분리막의 세계시장 규모는 2013년 기준 각각 약 22조원과 2조원에 달합니다. 시장규모는 2018년까지 160% 증가할 것으로 예상되고 있습니다.

'휘어지는 종이 배터리’는 최근 첨단 분야로 각광받고 있는 둥글게 말 수 있는 롤업(Roll-up) 디스플레이와 옷처럼 입을 수 있는 전자소자 등 다양한 디자인으로 활용 가능하기 때문에 세계적으로 주목 받을 것으로 전망됩니다.

종이 배터리는 나무에서 추출한 나노종이 분리막으로 기존의 플라스틱 분리막을 대체하기 때문에 전극(+-) 간 계면이 매우 안정적이고 우수한 기계적 물성 확보가 가능합니다.

특히 외부 압력에 의한 형태 변형에서도 전지 성능을 구현할 수 있어서 여러 전기화학 소자로 다양하게 활용될 수 있습니다.

산림과학원에 따르면 휘어지는 종이 배터리는 둥글게 말 수 있는 디스플레이, 옷처럼 입을 수 있는 전자소자 등 다양한 디자인으로 활용이 가능한 고부가가치 제품입니다.

특히 유연성이 뛰어나 외부 압력에 의한 형태 변형에서도 전지 성능을 구현할 수 있어 여러 전기화학 소자로 다양하게 활용할 수 있습니다.

윤영균 산림과학원 원장은 "기존 플라스틱 소재로 만든 분리막을 나무에서 추출한 나노종이 분리막으로 대체해 전극 간 계면이 매우 안정적"이라며 "특히 외부 압력에 의한 형태 변형에서도 전지 성능을 구현할 수 있다"고 말했습니다.

윤 원장은 "종이 배터리는 다양한 전기화학 소자로 활용이 가능해 상용화 기대가 높다"며 "2~3년 안에 상용화를 목표로 연구에 박차를 가하겠다"고 덧붙였습니다.

한편 이번 연구는 나노 분야의 세계적 학술지인 '나노 레터스' 인터넷판에 지난 16일 게재됐습니다.


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