ICT 기술의 발달로 다양한 웨어러블 기기들이 등장하고 있다. 웨어러블 기기들에 전원을 공급하는 배터리는 유연하면서도 안정적으로 전원공급이 가능해야 한다.울산과학기술원(UNIST) 에너지 및 화학공학부 박수진, 최남순 교수 공동연구팀은 고무처럼 늘어나는 배터리를 만들 수 있는 늘어나는 분리막 개발에 성공했다.

이번 연구성과는 에너지 분야 국제학술지 ‘어드밴스드 에너지 머티리얼즈’ 최신호에 실렸다. 분리막은 양극(+), 음극(-), 전해질과 함께 배터리 구성의 핵심요소로 양극과 음극을 분리시켜 서로 다른 극이 만나 폭발하는 현상을 막아준다.

지금까지 늘어나는 배터리는 전극 물질이나 배터리 시스템 형태를 바꾸는데 초점이 맞춰져 부직포나 겔형태의 고분자 물질을 사용했다. 이 때문에 제조과정이 복잡하고 효과는 떨어지면서 생산비용이 비싸다는 단점이 있었다.

연구팀은 비교적 저렴하고 손쉽게 구할 수 있는 스티렌-부타디엔-스티렌 고무(SBS고무)를 활용해 늘어나는 분리막을 만들었다. 이렇게 만들어진 SBS고무 분리막은 기존 리튬이온배터리의 성능과 똑같이 작동했으며 길이를 두 배 이상 늘려도 분리막의 기능이 저하되지 않는 것이 관찰됐다.

특히 폭발위험성이 없는 차세대 2차전지 ‘수계 전해질 기반 리튬이온배터리’에 적용하자 배터리 성능 자체가 향상되는 것이 확인됐다.

최남순 교수는 “늘어나는 배터리용 분리막을 만드는데 고무가 처음 사용되기는 했지만 고무 재료가 다양한 용매와 상호작용하면 여러 형태의 다공성 구조를 만들 수 있다는 장점이 있다”며 “배터리 뿐만 아니라 다양한 웨어러블 기기에도 적용할 수 있을 것”이라고 말했다.



유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr