[첨단기술 따라잡기]리튬 폴리머전지

초등학생에까지 휴대폰이 보편화되다 보니 이제는 누가 더 최신 모델을 가지고 있는지가 화제가 된다. 최근의 화제는 부피와 무게가 줄었다는 것. 휴대폰 뿐 아니라 두께가 6㎜인 디지털 카메라, 5㎜인 MP3 플레이어도 나오고 있다.

전자제품의 부피와 무게가 줄어들게 한 주역이 바로 리튬 전지. 리튬은 가장 가벼운 금속이며 열로 손실되지 않고 에너지로 쓰이는 효율이 90% 이상이다. 충전용 2차 전지로 오랫동안 사랑 받은 니켈-카드늄 전지는 에너지 효율이 70% 정도다. 또 니켈-카드늄 전지는 완전히 방전하지 않고 충전하면 전지용량이 점점 줄어들게 되지만 리튬 전지는 그런 위험이 없다. 언제라도 휴대폰을 충전할 수 있게 된 것도 이 때문.

휴대폰에 주로 쓰이는 리튬 이온전지는 음극인 리튬 산화물과 양극인 탄소화합물 사이에 차단막을 끼운 필름 형태다. 전자를 내놓는 리튬이온이 자유롭게 전달될 수 있도록 전해액이 이용된다.

그런데 리튬은 공기 중의 수분과 급격히 반응해 폭발하는 단점이 있다. 그래서 수분이 없는 유기전해액을 쓰고 흘러나오지 않도록 알루미늄 통으로 밀봉해야 한다.

리튬 이온전지의 안전 문제를 해결한 것이 리튬 폴리머전지(사진). 고체나 점도가 매우 높은 겔 상태의 전해물질을 양 극 사이에 끼워 놓은 형태이기 때문에 전해액이 누출돼 폭발할 염려가 없다. 또 알루미늄 통 때문에 두께를 6㎜ 이하로는 줄이지 못하는 리튬 이온전지에 비해 두께를 1㎜까지 줄일 수 있다. 외부를 냉동식품 포장에 쓰이는 알루미늄 라미네이트 필름으로 포장했기 때문에 마음대로 구부릴 수도 있다.

<이영완동아사이언스기자>puset@donga.com