완전충전에 1분, 7천번 넘게 충전되는 알루미늄 배터리 개발

2015-04-08 12:04
이상호 기자 ghostlee@bodnara.co.kr

스마트폰과 태블릿, 스마트워치 등 다양한 모바일 디바이스가 개발되면서 성능과 기능도 중요하지만, 이들을 사용하는데 전력을 공급해줄 배터리도 중요하게 고려되어야 할 부분인데, 기존에 완전히 방전된 배터리 충전에 두 시간 이상 걸렸던 것과 달리 단 1분만에 완전 충전이 가능한 새로운 배터리가 개발 되었다.

스탠포드 대학에 따르면 해당 배터리는 알루미늄-이온 타입으로 알루미늄을 양극, 흑연을 음극으로 사용하며, 종종 폭발이나 화재 소식이 들리는 리튬 이온 배터리와 달리, 드릴로 구멍을 내도 폭발하거나 불나지 않으면서 동작할 정도로 매우 안정적이라고 소개했다.

알루미늄은 낮은 가격과 낮은 가연성, 높은 충전용량으로 재충전 배터리를 구성하기 위한 물질로 주목받아 왔으나, 그동안 충전과 방전을 반복하는 과정에서도 충분한 전압을 발생시킬 수 있는 물질을 찾는데 애를 먹어왔는데, 이번에 흑연을 이용하면서 관련 문제를 해결한 것으로 전했다.

알루미늄 재충전 배터리의 문제 중 하나였던 충전 횟수도 기존에는 100회를 넘기 어려웠지만 스탠포드대학에서 발표한 제품은 용량 감소 없이 7500회가 가능하며, 이는 상용화된 리튬 이논 배터리가 약 1000회의 충방전 사이클을 지원하는 것과 비교하면 7배 이상 높은 수명을 가진 것이다.

또다른 장점으로는 형태를 마음대로 만들 수 있는 유연성(플랙서블)으로, 이에 따라 스마트워치의 밴드나 넥밴드 형태의 블루투스 헤드셋, 구글 글래스의 고정 태등에 내장 하는 방식으로 배터리를 구현할 수 있을 것으로 전망된다.

이번 스탠포드 대학의 알루미늄 배터리의 프로토타입은 AAA/ AA 타입 배터리의 1.5V보다 높은 약 2V 전압을 발생시킬 수 있으나, 해당 수치는 일반 모바일 디바이스에 사용되는 리튬 배터리의 약 절반 수치라며, 연구팀 역시 관련 분야의 개선에 노력할 것이라고 전해다.

한편, 스탠포드 대학의 이번 알루미늄 배터리 개발에 대한 내용은 네이처지의 4월 6일 온라인 판에 실렸으며, 이번 연구를 이끌고 있는 스탠포드대학의 Hongjie Dai 화학 교수는 "우리의 알루미늄 배터리는 전압과 에너지 밀도를 개선해야 하지만, 그 외에 수명과 가격, 안정성, 충전 속도, 유연성등 모든 면에서 지금까지의 배터리를 대체할 혁신적인 결과"라고 소감을 전했다.

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