3차원 섬유구조로 부러지는 단점 개선 … 웨어러블 분야 응용 기대
KAIST 연구팀 개발, 태양열 충전도 가능
KAIST 연구팀 개발, 태양열 충전도 가능
휘거나 접어도 안전하게 작동하는 배터리가 개발됐다. 이른바 `웨어러블 배터리'를 상용화할 수 있는 원천기술을 확보하게 된 것이다.
KAIST EEWS대학원 최장욱ㆍ이정용 교수, 기계공학과 김택수 교수는 휘는 것은 물론 접어도 작동하면서 태양열로 충전하는 신개념 배터리를 개발하는데 성공했다고 14일 밝혔다.
최근 삼성전자의 갤럭시 기어, 애플의 아이워치, 구글의 구글 글래스 등 다양한 웨어러블 전자제품이 출시되면서 시장 선점을 위한 기술경쟁이 치열해지고 있다.
연구팀은 옷으로 사용되는 섬유가 반복적인 움직임에도 변형되지 않는다는 점에 착안해 배터리에 유연한 특성을 부여하기 위한 연구를 진행했다.
우선 폴리에스터 섬유에 니켈을 도금한 뒤 전극활물질로 양극에는 리튬인산철산화물을, 음극에는 리튬티타늄산화물을 얇게 입혀 유연한 집전체를 만들었다. 이 집전체는 섬유의 유연함을 유지해 구부림과 접힘, 구겨짐이 모두 가능하다. 기존 배터리 집전체가 알루미늄과 구리를 사용해 몇 번만 접어도 부러지는 단점을 획기적으로 개선한 것이다.
특히 집전체 골격으로 쓰인 3차원 섬유구조는 반복적인 움직임에도 힘을 분산시켜 전지의 구동을 원활하게 해 5000회 이상 접어도 정상적으로 작동한다. 집전체는 2V의 전압과 85mAh의 용량을 나타내는 등 향후 최적화 과정을 통해 다양한 웨어러블 분야에 응용할 수 있다고 연구팀은 설명했다.
이 배터리는 유기태양전지에 적용해 옷처럼 입고 구김이 가는 상태에서 태양광으로 충전할 수도 있다. 이 연구결과는 나노과학분야의 세계적 권위지 `나노 레터서(5일자 온라인판)'에 실렸다.
최장욱 교수는 "이 배터리를 이용하면 웨어러블 컴퓨터 기술개발이 한층 탄력을 받게 되고, 아웃도어 의류에 적용할 경우 한겨울에도 입으면 땀이 나는 옷을 개발할 수 있다"면서 "다양한 소형 모바일 전자기기를 입고 다니는 새로운 IT시대를 여는데도 기여할 것"이라고 말했다.
대전=이준기기자 bongchu@
KAIST EEWS대학원 최장욱ㆍ이정용 교수, 기계공학과 김택수 교수는 휘는 것은 물론 접어도 작동하면서 태양열로 충전하는 신개념 배터리를 개발하는데 성공했다고 14일 밝혔다.
최근 삼성전자의 갤럭시 기어, 애플의 아이워치, 구글의 구글 글래스 등 다양한 웨어러블 전자제품이 출시되면서 시장 선점을 위한 기술경쟁이 치열해지고 있다.
연구팀은 옷으로 사용되는 섬유가 반복적인 움직임에도 변형되지 않는다는 점에 착안해 배터리에 유연한 특성을 부여하기 위한 연구를 진행했다.
우선 폴리에스터 섬유에 니켈을 도금한 뒤 전극활물질로 양극에는 리튬인산철산화물을, 음극에는 리튬티타늄산화물을 얇게 입혀 유연한 집전체를 만들었다. 이 집전체는 섬유의 유연함을 유지해 구부림과 접힘, 구겨짐이 모두 가능하다. 기존 배터리 집전체가 알루미늄과 구리를 사용해 몇 번만 접어도 부러지는 단점을 획기적으로 개선한 것이다.
특히 집전체 골격으로 쓰인 3차원 섬유구조는 반복적인 움직임에도 힘을 분산시켜 전지의 구동을 원활하게 해 5000회 이상 접어도 정상적으로 작동한다. 집전체는 2V의 전압과 85mAh의 용량을 나타내는 등 향후 최적화 과정을 통해 다양한 웨어러블 분야에 응용할 수 있다고 연구팀은 설명했다.
이 배터리는 유기태양전지에 적용해 옷처럼 입고 구김이 가는 상태에서 태양광으로 충전할 수도 있다. 이 연구결과는 나노과학분야의 세계적 권위지 `나노 레터서(5일자 온라인판)'에 실렸다.
최장욱 교수는 "이 배터리를 이용하면 웨어러블 컴퓨터 기술개발이 한층 탄력을 받게 되고, 아웃도어 의류에 적용할 경우 한겨울에도 입으면 땀이 나는 옷을 개발할 수 있다"면서 "다양한 소형 모바일 전자기기를 입고 다니는 새로운 IT시대를 여는데도 기여할 것"이라고 말했다.
대전=이준기기자 bongchu@
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