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스마트폰 3년 써도 배터리는 처음처럼?

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스마트폰 3년 써도 배터리는 처음처럼?

2014.07.15 18:00

  3년을 써도 새 것 같은 신개념 배터리 제조기술을 국내 연구진이 개발했다. 스마트폰 같은 소형 전자기기의 수명 연장은 물론 전기자동차에 사용되는 배터리의 용량 증대에도 큰 도움이 될 것으로 보인다.


  박찬진 전남대 신소재공학부 교수팀은 “장기간 사용해도 성능 저하가 거의 없고 전기 저장용량도 큰 차세대 전지용 소재를 개발했다”고 15일 밝혔다.

 

  현재 시장에서 유통되는 대표적인 고성능 배터리는 리튬이온전지다. 하지만 리튬이온전지는 1년 정도 휴대전화용으로 사용하면 충전 성능이 80% 정도로 떨어지는 단점이 있다. 게다가 이런 단점은 대용량 제품을 만들수록 더욱 심해져 보통 소형 가전제품에만 활용돼 왔다.

 

  박 교수팀은 그 원인이 리튬이온전지에 주로 쓰이고 있는 흑연 음극소재의 효율이 떨어지기 때문이라는점에 주목했다. 그간  실리콘이나 게르마늄으로 음극소재를 개발하려는 시도가 있었지만 급격한 부피 변화 때문에 충전과 방전을 반복하면 성능이 급격히 떨어지 단점이 발견돼 실용화 되지 못했다.

 

  연구팀은 게르마늄 입자 표면에 탄소가 결합된 독창적인 구조의 안정적인 리튬이온전지용 음극소재를 새롭게 개발했다. 이 전극을 이용해 전지를 만든 결과 1000번 이상 충ㆍ방전을 계속해도 성능이 99% 수준으로 유지됐다. 휴대전화를 매일 한 번씩 충전한다고 가정하면 3년을 사용해도 처음 성능이 거의 그대로 유지되는 셈이다.

 

 연구팀은 이 효과를 이용해 그동안 고속 충ㆍ방전 및 대형화가 어려웠던 리튬이온전지의 단점 역시 극복할 수 있을 것으로 보고 실험을 진행한 결과 100배 빠른 속도로 고속 충전을 해도 안정성이 유지되고 70% 이상의 용량을 쓸 수 있는 것으로 나타났다. 공정도 간단해 대량생산도 쉽다. 


  박 교수는“이번 연구성과는 전지 사용시간이 관건인 전기자동차, 모바일 기기 및 대용량 에너지 저장 시스템 등에 최적화된 이차전지 개발에 중요한 기반이 될 것”이라고 밝혔다.

 

 이 연구 결과는 재료 분야 국제학술지 ‘어드밴스드 펑셔널 머티리얼스(Advanced Functional Materials)’ 6월 24일자 온라인판에 게재됐다.

 

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