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IT·과학

국내 연구진, 스마트폰 배터리 사용 시간 5배 늘리는 기술 개발

인사이트KAIST 최장욱 교수 / 연합뉴스


[인사이트] 황기현 기자 = 국내 연구진이 스마트폰 등 전자기기에 쓰이는 배터리의 사용시간을 최대 5배까지 늘릴 수 있는 기술을 개발했다.


현재 최신형 스마트폰의 배터리 사용시간이 5∼6시간을 넘기 어려워 많은 기업이 배터리 기술 확보에 사활을 걸고 있는 상황인 것을 고려하면 굉장한 성과다.


지난 20일 최장욱 KAIST EEWS 대학원 교수팀은 노트북이나 스마트폰, 전기 자동차 등에 흔히 쓰이는 '리튬 이온 배터리'의 사용시간을 최대 5배까지 늘릴 수 있는 원천기술을 개발했다고 밝혔다.


일반적으로 기존 배터리는 배터리 내부 전극으로 흑연을 이용해왔다. 흑연에 리튬을 섞어 넣은 후 리튬이 전기를 저장하도록 만드는 방식이었다.


인사이트기사와 관련 없는 자료 사진 / gettyimagesbank


흑연 대신 실리콘을 이용하면 충전량을 크게 높일 수 있지만 충전 과정에서 부피가 늘어나 몇 번 쓰지 못하고 배터리 자체가 망가져 상용화에는 무리가 있었다.


이러한 문제를 해결하기 위해 연구진은 지난해 노벨화학상 수상 성과인 '분자 기계' 원리를 응용해 실리콘 입자의 안정성을 한층 높인 '고용량 이차전지 고분자 바인더'를 새롭게 개발했다.


'고용량 이차전지 고분자 바인더'는 두 개의 링 모양 분자를 연결해 하나의 체인으로 만드는 화학 원리를 적용한 것으로, 이런 방식으로 만든 실리콘 배터리는 부피 팽창을 500회 이상 반복해도 망가지지 않았다.


인사이트기사와 관련 없는 자료 사진 / gettyimagesbank


또 상용화 수준인 3mAh/cm²의 전극 용량을 유지했다. 이는 현재 정보기술 기기에 쓰이는 리튬이온전지의 수준을 넘어서는 성능으로 분자 기계 원리가 고용량 이차전지 소재 개발에 최초로 적용된 사례다.


이러한 성과에 대해 최 교수는 "기초연구를 바탕으로 연구해 기존의 기술을 뛰어넘는 획기적인 결과가 나올 수 있음을 보인 것"이라고 밝혔다.


한편 이번 연구성과는 과학 학술지인 '사이언스' 7월 21일 자에 게재됐다.


성능이 떨어지지 않고 '10년' 지속되는 배터리 기술이 개발됐다충전을 위해 콘센트를 찾는 불편함을 없앨 수 있게 됐다. 10년 동안이나 지속되는 배터리 기술이 개발됐기 때문.


황기현 기자 kihyun@insight.co.kr

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