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"1.8배 용량 ↑, 수명도 개선"··· 삼성, 차세대 리튬이온 배터리 기술 소개

2015.06.30 Brian Cheon  |  CIO KR


배터리 기술 자체는 영 시원찮은 것이 사실이다. 배터리 동작 시간이 늘어나는 유일한 이유는 디지털 기기의 부품 소형화 덕분이다. 기기 제조사들이 배터리 공간 확보에만 열을 올리는 이유이기도 하다.


그러나 이러한 상황이 바뀔지도 모른다. 한 연구팀이 획기적인 차세대 리튬이온 배터리 기술에 대한 실마리를 잡았다고 주장했다. 대부분 삼성이 후원하는 연구진으로 구성된 이 팀은, 새로운 배터리가 200회의 충방전 사이클이 지난 후에도 현재의 배터리보다 더 많은 에너지를 제공할 수 있다고 설명했다. 이번 연구 결과는 네이처에 게재됐다.

신형 배터리 기술의 핵심은 양극(anodes)에 적합한 물질인 실리콘이다. 이는 탄소 기반 양극보다 더 많은 에너지를 품어낼 수 있다.

그간 과학계는 실리콘 양극에 대해 수년째 논의해왔으며, 이미 몇몇 리튬 이온 배터리는 실리콘을 활용하기도 했다. 문제는 리튬 이온 배터리를 충전할 때 리튬을 실리콘에 삽입해야만 한다는 사실이다.

이 분야 전문 기업인 넥시온(Nexeon)에 따르면, 이는 양극이 최대 400퍼센트까지 늘어나는 현상을 초래할 수 있다. 즉 배터리를 설계할 때 삽입된 실리콘이 확장돼 양극의 크기가 늘어날 공간을 미리 마련해야 하는 것이다. 또 충방전을 거듭하면서 실리콘이 분해될 수 있는데, 이는 배터리 성능의 하락을 초래하게 된다.

삼성이 후원하는 이번 연구진은 이 문제를 해결하기 위해 실리콘 상단에 탄소-프리 그래핀을 코팅했다. 이 코팅이 확장 현상에 반작용하고 실리콘 동작성을 유지한다는 설명이다. 결과적으로 더 작으면서도 더 오래 동작하는 배터리가 가능하다고 연구진 측은 전했다. 구체적으로는 1.8배 더 많은 용량을 충전할 수 있으며, 200회 충방전 후에도 1.5배 많은 에너지를 공급할 수 있다는 설명이다.

단 많은 연구들이 그렇듯 당장 상용화할 수 있는 단계가 아니다. 아직 연구 논문 단계에 불과하다. 논문 저자들은 이번 기술이 실리콘 양극 기술의 상용화에 일조할 수 있기를 기대한다고 밝혔다. ciokr@idg.co.kr
 
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