휘어지는 종이 배터리, 국내서 세계 최초 개발…말았다 펼치는 스마트폰도 가능?

휘어지는 종이 배터리

(사진=페이스북 캡처)

휘어지는 종이 배터리 기술이 국내 연구진에 의해 세계 최초로 개발됐다.

지난 9월 30일 산림청 국립산림과학원은 "울산과학기술대와 함께 나무에서 추출한 셀룰로오스로 제조한 나노종이 분리막과 전극을 이용해 종이처럼 휘어지는 배터리(플렉시블 종이 리튬이온 전지)를 개발하는 데 성공했다"고 밝혔다.

나노종이는 종이의 원료인 셀룰로오스 입자를 나노 크기로 분쇄해 만든 새로운 형태의 유연한 종이다. 분리막은 리튬이온전지의 음극과 양극을 나누는 얇은 막이다.

휘어지는 종이 배터리가 상용화되면 다양한 기기에 활용할 수 있다. 예를 들어 둥글게 말 수 있는 롤업(Roll-up) 디스플레이나 옷처럼 입을 수 있는 웨어러블 기기에 유용하게 탑재할 수 있다.

윤영균 산림과학원 원장은 "기존 플라스틱 소재로 만든 분리막을 나무에서 추출한 나노종이 분리막으로 대체해 전극 간 계면이 매우 안정적"이라며 "특히 외부 압력에 의한 형태 변형에서도 전지 성능을 구현할 수 있다"고 휘어지는 종이 배터리에 대해 설명했다. 또 "휘어지는 종이 배터리는 다양한 전기화학 소자로 활용이 가능해 상용화 기대가 높다"며 "2~3년 안에 상용화를 목표로 연구에 박차를 가하겠다"고 덧붙였다.

함께 연구를 진행한 이상영 울산과기대 교수는 "전지의 형태 변형으로 생기는 전지 발화·폭발 등의 위험을 막을 수 있다"며 "별도의 바인더(전극에 들어가는 접착제)가 필요하지 않아 이온전도도와 전자전도도가 우수하다"고 휘어지는 종이 배터리에 대해 강조했다.

이번 휘어지는 종이 배터리 연구는 나노 분야의 세계적 학술지인 '나노 레터스' 인터넷판에 지난 16일 게재됐다.