나노기술 및 정책 정보

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한국과학기술연구원(KIST) 광전하이브리드연구센터 손정곤 박사팀은 그래핀과 탄소나노튜브로 만든 벌집 모양 구조체를 이용해 늘어나는 리튬이온전지를 개발함.

유연하고 신축성 있는 리튬이온전지는 스마트 밴드 같은 웨어러블 기기와 몸속에 삽입하는 페이스메이커 등 이식형 전자 기기가 다양하게 사용되면서 개발 필요성이 점점 커지고 있음.

연구진은 원자 두께의 2차원 물질인 그래핀과 막대형태의 탄소나노튜브를 결합해 벌집 모양의 구조체를 만들었음. 이어 이 벌집 모양 구조체를 김밥처럼 말아 아코디언처럼 늘어날 수 있는 전극 소재를 제작했음.

연구진은 이 전극 소재에 신축성 젤형태의 전해질과 공기·수분을 차단하고 전해질이 새지 않게 하는 늘어나는 패키징 소재를 조립해 늘어나는 리튬이온전지를 만들었음.

늘어나는 리튬이온전지는 에너지 저장 용량이 5.05㎃h/㎠로 기존 리튬이온전지와 비슷한 것으로 나타났음.

연구진은 또 이 리튬이온전지는 모든 구성물이 50% 이상의 높은 신축성을 가지고 있고, 500번 이상 잡아당겨도 성능이 유지될 만큼 기계적 안정성이 뛰어나다고 밝힘.

본 연구 성과는 ‘ACS Nano’ 지에 게재됨.