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KAIST, 휘어지는 고성능 배터리 제작기술 개발

- 플렉시블 OLED 디스플레이와 배터리의 완전 결합길 열려 - 

 

 

 

휘어지는 디스플레이의 에너지원으로 반드시 필요한 고효율 유연 배터리를 KAIST 연구진이 세계 최초로 개발하였다

 

KAIST(총장 서남표) 21 신소재공학과 이건재 교수팀이 유연한 고효율 배터리를 개발해 재료분야 세계적 학술지 ‘나노 레터스(Nano Letters) 8월호 온라인판에 실렸으며, 미국 화학학회의 Chemical Engineering News (C&EN) 특집보도 되었다고 밝혔다. 

 

얇고 가벼운 유연 디스플레이의 혁신적 기술 발전은, 필연적으로 휘어지며 충전밀도가 높고, 폭발위험이 극히 적은 고성능 유연 고상배터리의 개발이 요구되어 왔다.

 

그러나 고효율 배터리를 만드는 소재중 산화물 양극재료는 고온의 열처리가 필요하기 때문에 플라스틱 기판위에서는 구현할 없고, 고온 열처리 없이 분말 형태로 만들 경우 충전밀도가 매우 낮은 문제점이 있었다.

 

이번에 개발한 고성능 유연 고상배터리는 리튬코발트산화물 (LiCoO2) 양극재료를 운모 희생기판에서 4(머리카락의 10분의 1 두께) 정도인 박막형태로 고온 성장시켜 만든 , 기판으로 쓰인 딱딱한 희생기판을 제거해 얇은 배터리 부분만 남긴 유연한 기판위에 전사하여 플렉시블 배터리를 완성했다.

 

이번에 구현된 유연 배터리는 휘어지더라도 전압이 3.9~4.2V 거의 변하지 않고, 충방전 10,000 정도(방전심도 80%) 안정적 작동과 2200h/㎤의 높은 에너지밀도(패키징 포함) 특성을 보였다.

 

이번 연구를 주도한 구민 박사는 “충전밀도가 높은 박막형태의 고효율 유연 배터리는 완전한 형태의 유연 전자제품를 만드는 데에 획기적인 역할을 것이다.”라고 말했다.

 

현재 대량생산을 위한 레이저 리프트 오프 (Laser lift-off) 기술과 충전용량을 높이기 위해 삼차원으로 적층하는 후속 연구가 진행되고 있으며, 이들 연구가 완료되면 상용화 수준의 유연 배터리가 나올 것으로 예상된다.

 

한편, 이번에 개발한 기술은 이건재 교수가 지난주 세계적 국제학회인 국제광자공학회(SPIE)에서 기조강연으로 발표했고, 국내외에 여러 건의 특허가 등록 및 출원되었다. ()

 

 

 

출처:  (특집보도) C&EN (ACS Chemical Engineering News, 미국화학학회), Nanowerk Spotlights,

                               KBS 방송, YTN 방송, SBS 방송, MBC 방송

 

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 - 동아일보 기사원문

- 굽힘 상태에서 상용 블루 LED를 켜며 전압특성이 유지되는 유연 배터리 모습 및 SBS 방송자료