[대덕넷]휴대폰 충전시간 1/6로 줄인다

교육과학기술부(장관 안병만)는 차세대전지기술 융합연구단 조재필 울산과학기술대 교수 연구팀이 휴대폰 충전시간을 기존 보다 6분의 1로 단축 가능한 충·방전 기술을 개발했다고 9일 밝혔다.

연구단은 차세대 플랙서블 전지의 핵심인 구형 실리콘 나노 음극소재 분말을 뭉치는 현상 없이 입자의 크기를 자유롭게 조절이 가능하고 균일하게 합성할 수 있는 신기술 개발에 성공했다.

이 기술은 집전체의 일정한 패턴으로 파여진 나노크기의 홈에 카본 껍질로 둘러싸인 구형 형태의 실리콘 분말을 응집 없이 삽입 가능해 고속 충방전과 고용량이 동시에 구현이 가능하다. 또 입자 크기도 5nm부터 20nm까지 다양한 크기로 조절이 가능, 전지의 용도에 맞게 조절해 사용할 수 있다.

조재필 교수에 따르면 카본과 실리콘 전구체들을 녹인 용액을 고압, 고온에서 처리할 경우 나노실리콘 입자가 형성되면서 카본전구체가 자동 형성돼 입자끼리 응집을 방지하는 역할을 한다. 특히 카본 껍질층은 전기 전도성이 우수해 빠른 시간내에 전자를 통하게 하는 장점을 가지고 있다.

이 기술을 적용할 경우 현재 상용화되고 있는 휴대폰 충전시간(3시간)을 별도의 고속충전기가 없이도 30분 이내로 충전이 가능하며 사용시간을 100% 활용할 수 있다.

최근 이차전지는 휴대폰, 노트북PC, 이동형 디스플레이에 이르기 까지 응용 분야가 확대돼 시장규모가 급격히 증가함에 따라 모바일용 플렉서블 디스플레이 시장이 급부상하고 있다. 때문에 전원공급 장치인 이차전지도 플렉서블 형태의 개발이 필수적이다.

교과부에 따르면 플렉서블 전지는 박막형 고용량 소재 및 플랙서블 전극 집전체 제조 기술 확보가 필수적이며 나노기술과 접합을 통해 초고속 충전이 가능해야 한다. 이를 위해 플랙서블한 전지 집전체에 일정한 패턴으로 홈을 파고 이 홈에 고용량 실리콘 분말을 응집 없이 분산시키는 기술이 필수적이다.

이번 연구결과는 응용화학의 권위지인 안게반테케미 국제판(Angew. Chem, Int. Ed.)에 속보판으로 2월 9일자(한국시간)에 게재됐으며, 연구단은 관련 기술 3건의 국내외 특허출원을 진행 중이라고 밝혔다.