KAIST, 옷처럼 입을 수 있는 신 개념 배터리 개발

카이스트는 EEWS 대학원 최장욱·이정용 교수와 기계공학과 김택수 교수가 공동으로 휘는 것은 물론 접어도 안전한 태양열 충전 신 개념 배터리를 개발했다고 14일 밝혔다.

또 이번 연구 결과는 나노과학분야 세계적 권위지 ‘나노 레터스(Nano Letters)’지 5일자 온라인판에 게재됐다고 덧붙였다.

이번에 개발된 배터리를 이용하면 입는 컴퓨터인 웨어러블 컴퓨터 기술개발이 탄력을 받을 것으로 기대된다. 또 아웃도어 의류에 적용할 경우 한겨울에 입어도 일정 온도를 유지하는 기술도 적용할 수 있다.

휘어지는 전자기기는 미래 고부가가치 시장으로 여겨지고 있다. 삼성전자의 갤럭시 기어(Galaxy Gear), 애플(Apple)의 아이와치(i-Watch), 구글(Google) 글래스 등 다양한 입는 전자제품이 출시됐거나 시제품으로 소개되고 있다.

최 교수 연구팀은 옷으로 사용되는 섬유가 반복적인 움직임에도 변형되지 않는다는 점에 착안해 배터리에 유연한 특성을 부여했다.

연구팀은 폴리에스터 섬유에 전통적인 기술인 니켈 무전해 도금 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 획기적으로 개선한 것이다.

게다가 이번에 개발한 배터리의 제조기술은 현재 양산 제조공정을 그대로 활용할 수 있어 생산라인의 재투자 없이 바로 적용될 수 있을 것으로 기대된다.

이와 함께 연구팀은 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.