1000배 빨리 급속 충전되는 마이크로건전지 등장

2013년 06월 12일 18:47

 

3차원 전극 구조의 초소형전지  - James H. Pikul 제공
3차원 전극 구조의 초소형전지  - James H. Pikul 제공

 중요한 순간에 핸드폰 전원이 꺼져서 곤란해진 경험이 있는 사람들에게 기쁜 소식이 하나 있다.

 

 윌리엄 킹 일리노이대학 교수팀이 지금보다 1000배 빨리, 10배 많이 충전할 수 있는 리튬이온 초소형전지를 개발해 네이처 커뮤니케이션즈 4월 16일자에 발표했다.


  일반적인 전지는 전극이 2개 있는데, 음극로 충전된 전기를 양극(산화전극)에서 내보내는 방식이다. 음극과 양극의 사이를 염화암모늄인 전해질이 채우고 있다. 전해질의 이온은 충전이 잘 되도록 돕는 역할을 한다.


  연구팀은 전극을 단순히 두 개로 만들지 않고, 3차원 전극 여러 개가 교대로 놓이도록 구성했다. 3차원 전극들은 마치 스펀지처럼 구멍이 많이 뚫려있는 모습이고 구멍들 안에 NiSn(양극)과 NiMnO2(음극)를 넣었다.

 

 전극이 스펀지 같은 형태이기 때문에 표면적이 넓어, 크기는 작아도 충전을 많이 할 수 있다. 또 전극들이 가까워서 전자와 이온이 이동해야하는 거리가 짧기 때문에 충전과 방전이 빨리된다. 이렇게 만든 마이크로전지의 출력밀도는 기존 초소형전지보다 2000배 높았다.


  연구팀은 이 기술이 일반 전자제품을 위한 전지로 상용화 되면 같은 크기에서 10배 이상의 전력을 낼 수 있을 것이라 기대하고 있다. 킹 교수는 "현재 몸에 착용해야하는 의료기기의 건전지가 벽돌보다 크고 무거워서 사용자가 힘들어했다“며 ”이 연구로 이러한 한계를 극복할 수 있을 것“이라고 했다.

 


김선희 기자

sunnykim@donga.com

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