자유롭게 탈부착 가능한 스티커형 이차전지 개발

[파이낸셜뉴스] 국내 연구진이 자유롭게 탈부착이 가능한 스티커형 이차전지를 개발했다.

한국에너지기술연구원 분리변환소재연구실 윤하나 박사는 KAIST 기계공학과, 부산대 광메카트로닉스공학과와 공동으로 고팽창 그래핀 전극 기반의 '마이크로 수퍼커패시터' 기술을 개발했다고 25일 밝혔다. 공동 연구진이 개발한 마이크로 수퍼커패시터는 기존의 리튬박막전지 수준의 부피당 에너지 밀도를 가지며 부피당 출력 밀도는 13배 이상 높다.

이번 연구는 국내 및 해외 특허출원이 완료된 상태이며, 공동연구진은 차세대 에너지저장소재 및 소자 기술의 후속 연구를 진행 중이다.

연구진은 극초단 레이저 공정 기술을 응용해 웨어러블 기기에 적용 가능한 구조적 유연성을 가지면서도 어떠한 물체나 표면 등 원하는 곳에 자유롭게 탈부착이 가능한 스티커 형태의 마이크로 수퍼커패시터를 개발하는데 성공했다.

극초단 레이저는 순간적으로 최대 출력을 발생시킬 수 있기 때문에 고팽창의 특수한 그래핀 전극을 제작할 수 있다. 여기에 접착 특성을 가지는 고분자 재료를 그래핀 내부에 넣어 접착성을 유지하면서도 우수한 전극 성능과 내구성이 확보된 스티커 형태의 마이크로 수퍼커패시터 소자를 제작할 수 있다.

에너지기술연구원 윤하나 박사는 "이번에 개발된 스티커형 마이크로 수퍼커패시터는 차세대 웨어러블 기기나 사물인터넷 등에 쉽게 탈부착이 가능할 뿐만 아니라, 친환경적 배터리 기술로서 기존의 리튬 기반의 배터리 기술의 문제점을 해결할 수 있을 것"이라고 전망했다.

또한 공동연구진인 KAIST 김영진 교수는 "이번 연구에서 개발된 패터닝 기술은 극초단 레이저 펄스를 통해 빠른 공정시간 내에 재료의 탈락을 최소화하면서 효율적으로 그래핀 형성을 실현한 것으로, 레이저-유도-그래핀의 다양한 산업적 적용을 촉진시킬 것"이라고 전했다.

이 기술은 화학공학 분야의 세계적 학술지인 '케미컬 엔지니어링 저널'에 게재됐다.

[e-mail] 김만기 기자