국내 연구진 1분내 100% 충전 배터리 개발 - 한국에너지기술연구원, 5년내 상용화 가능

“5분만에 급속 충전되는 중국폰. 한국에서는 단 1분만에 초고속 충전이 가능한 배터리가 나온다?”

배터리 1분만에 완충

0%로 방전된 배터리가 5분만에 50%까지 충전되는 스마트폰이 연초 중국에서 공개돼 비상한 관심을 모았습니다.

세계 1위 스마트폰업체 삼성전자를 겨냥해 중국 오포가 내놓은 스마트폰은 배터리가 완전히 방전돼도 5분만에 50%까지 충전이 가능합니다.

한국 중국 배터리 기술 차이

유효 배터리 수명도 기존보다 약 2배 수준에 달하는 것으로 알려졌습니다. 이 속도는 현존하는 최고 수준입니다. 하지만 조만간 이 기록은 우리나라에 의해 깨질 수 있을 전망입니다.

단 1분만에 초고속 충전이 가능한 신개념 배터리가 국내 연구진에 의해 개발됐기 때문입니다.

한국에너지기술연구원 윤하나 박사 연구팀은 ‘그래핀 탄소나노튜브 복합전극’을 이용한 고성능 알루미늄 배터리를 개발했습니다.

연구진이 기존 상용화된 리튬이온배터리 대신 알루미늄 배터리에 주목했습니다. 알루미늄은 독성과 폭발 위험성이 없고 지구상에서 3번째로 많은 원소로 가격이 저렴해 수급이 쉽습니다. 또 알루미늄을 활용한 이차전지는 기존 리튬이온배터리보다 이온전도 속도가 빠르기 때문에 초고속 급속충전이 가능합니다. 현재 미국 스탠포드대학과 독일 프라운호퍼 연구소에서도 알루미늄 배터리 연구가 활발하게 진행중입니다.

연구진이 개발한 알루미늄 이온배터리는 기존 리튬이온배터리에 비해 폭발위험이 없고 장기간 사용이 가능하고 우수한 초고속 충전 성능을 확보했습니다.

연구진이 LED와 탁상시계를 대상으로 알루미늄 이온배터리의 성능을 평가한 결과, 기존보다 60% 향상된 용량을 나타냈습니다. 또한 전체 이온 확산도가 약 2.5배 증가해 1분 이내의 초고속 충전이 가능하며, 1분 30초의 초고속 충전을 4000회 이상 수행해도 약 98%의 용량 유지율로 뛰어난 특징을 보였습니다.

한국에너지기술연구원 연구진이 개발한 초고속 충전이 가능한 알루미늄 이온배터리

특히 알루미늄 배터리는 기존 리튬이온배터리보다 더 얇게 박막화가 가능해 다양한 웨어러블 및 플렉서블 기기에도 적용이 가능합니다.

윤하나 박사는 “알루미늄 배터리는 초박막이 가능해 디스플레이 형태의 제약을 넘어서 진정한 플렉서블 폰 개발도 가능하게 할 것”이라며 “현재 여러 기업과 기술이전을 모색하는 중으로 5년 내 본격 상용화가 가능할 것으로 본다”고 말했습니다.



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