탈부착 ‘스티커형’ 이차전지 기술개발
탈부착 ‘스티커형’ 이차전지 기술개발
  • 홍시현 기자
  • 승인 2020.02.25
  • 댓글 0
이 기사를 공유합니다

웨어러블 디바이스, 에너지저장소재 등 활용 기대
차세대 플렉서블·웨어러블 디바이스 응용 가능한 자유롭게 탈부착 가능한 이차전지.
차세대 플렉서블·웨어러블 디바이스 응용 가능한 자유롭게 탈부착 가능한 이차전지.

[투데이에너지 홍시현 기자] 국내 연구진이 자유롭게 탈부착이 가능한 스티커 형태의 이차전지 기술개발에 성공해 웨어러블 디바이스, 에너지저장소재 등에 널리 활용될 것으로 기대된다.  

한국에너지기술연구원(원장 김종남) 분리변환소재연구실의 윤하나 박사는 KAIST 기계공학과(김영진 교수), 부산대 광메카트로닉스공학과(김승철 교수)와 공동으로 ‘고팽창 그래핀 전극 기반의 자유롭게 탈부착 가능한 스티커형 마이크로 수퍼커패시터 기술’을 개발했다.

이번 연구진은 극초단 레이저 공정 기술을 응용해 웨어러블 디바이스에 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 기재를 고팽창 그래핀 내부에 함침시켜 접착성을 유지하면서도 우수한 전극 성능과 내구성이 확보된 스티커 형태의 마이크로 수퍼커패시터 소자를 제작할 수 있다. 

또한 스티커형 마이크로 수퍼커패시터의 표면에 도파민이라는 레독스 활성화 분자를 도입했다. 이를 통해 기존의 리튬박막전지 수준의 부피당 에너지 밀도를 가지며 부피당 출력 밀도는 13배 이상 높은 우수한 성능의 스티커형 에너지저장소자를 개발할 수 있었다.

연구 논문의 교신저자인 윤하나 박사는 “이번에 개발된 스티커형 마이크로 수퍼커패시터는 차세대 웨어러블 디바이스나 IoT 기기 등에 쉽게 탈부착이 가능할 뿐만 아니라 친환경적 배터리 기술로서 기존의 리튬 기반의 에너지저장소자 기술의 문제점을 해결할 수 있을 것으로 기대한다”고 밝혔다.  

공동연구진인 KAIST 김영진 교수는 “본 연구에서 개발된 패터닝 기술은 극초단 레이저 펄스를 통해 빠른 공정시간 내에 재료의 탈락을 최소화하면서 효율적으로 그래핀의 형성을 실현한 것으로 레이저-유도-그래핀의 다양한 산업적 적용을 촉진시킬 것으로 기대된다”고 전했다.

마이크로 수퍼커패시터(Micro-supercapacitor: MSC): 얇은 판상의 초소형 수퍼커패시터. 기존의 리튬박막전지에 비해 안정성이 뛰어나고 높은 출력 및 우수한 부피당 에너지밀도 결과를 보이고 있어 최근 큰 기대를 모으고 있는 초소형 고성능 에너지저장소다.

 


댓글삭제
삭제한 댓글은 다시 복구할 수 없습니다.
그래도 삭제하시겠습니까?
댓글 0
댓글쓰기
계정을 선택하시면 로그인·계정인증을 통해
댓글을 남기실 수 있습니다.

해당 언어로 번역 중 입니다.