신용카드보다 얇고 구부려지는 배터리? 무선충전도 가능해

약물 전달 패치와 하나로 합쳐 만든 초박형 배터리의 모습

국내 연구진이 신용카드보다 얇고 자유롭게 구부릴 수도 있는 초박형 배터리를 개발했다. 무선 충전도 가능하기 때문에 스마트폰을 비롯한 각종 휴대용 전자기기의 성능개선에 큰 도움을 줄 원천 기술이 될 것으로 기대된다.

KAIST EEWS 대학원 최장욱 교수팀은 한국표준과학연구원 송재용 연구원팀과 공동으로 얇고 변형이 가능한 ‘플렉서블 리튬이온 배터리’를 개발했다고 17일 밝혔다.

공동 연구팀은 배터리가 두꺼워 지는 원인을 +극과 -극을 샌드위치처럼 층층이 쌓는 적층방식 때문이라는데 착안하고 전극을 가로로 나란히 배열했다. 그리고 양극 간 격벽을 만들어 배터리에서 발생할 수 있는 합선, 전압강하 등의 현상을 없애는 데 성공했다.

최종적으로 완성한 배터리는 두께가 약 0.5㎜로 신용카드의 60% 정도에 불과해 카드 형태의 초소형 모바일 기기에도 내장할 수 있다. 실험 결과 5000번 이상 구부려도 본래 성능이 유지돼 시계나 팔찌 등에도 내장이 가능하다.

연구팀은 추가연구를 진행해 또 추가연구를 진행한 끝에 이 배터리에 무선충전 기능을 덧붙이는 데도 성공했다. 무선충전기술은 최근 삼성전자에서 개발한 갤럭시 S6에도 적용돼 화제가 된 기술로 최신형 스마트기기에서 점점 사용이 늘어나고 있다.

연구팀은 이 장치를 스마트폰 등 휴대용 전자기기에 적용하기에 앞서 피부에 부착할 수 있는 의료용 패치 등에 우선 적용할 계획이다.

최장욱 교수는 “의료용 패치의 기능의 다양화 하는 분야에선 바로 적용이 가능하다”며 “다양한 배터리 형태를 추가로 개발해 각종 전자장비 등에서도 쓸 수 있도록 추가 연구를 진행할 계획”이라고 말했다.

이 연구 성과는 나노과학분야 학술지 ‘나노 레터스(Nano Letters)’ 6일자 온라인 판에 게재됐다.

대전=전승민 동아사이언스기자enhanced@donga.com