가위로 잘라 내도 나머지 부분이 정상으로 작동하는 플렉시블(휘는) 배터리가 나왔다. 180도 접거나 과도하게 비틀어도 문제없이 작동한다. 웨어러블 기기, 스마트워치, 증강현실(AR)·가상현실(VR) 기기, 무선 헤드셋 등 적용 분야가 무궁무진하다.
아모텍 자회사인 아모그린텍은 자체 기술로 완성한 '플렉시블 리튬이온배터리'의 성능 실험을 마치고 10월부터 한국·중국 공장에서 본격 양산에 들어간다고 6일 밝혔다.
2018년 상용화를 목표로 하는 삼성·LG 플렉시블 배터리 기술보다 1년가량 앞서는 셈이다.
양산을 앞둔 제품은 42㎃h, 135㎃h, 650㎃h, 1000㎃h, 2000㎃h 등 6개 소형 이차전지다. 국제 성능·안전 표준 규격인 미국 산업안전표준규격(UL), 국제전기표준회의(IEC), 한국표준협회(KSC) 인증을 받았다. 제품 적용은 곧바로 가능하다.
미국 G사 의료기기, B사 무선헤드셋, 중국 H사 스마트밴드용 배터리 공급을 위한 각각의 신뢰성 테스트가 진행되고 있다.
배터리는 인위로 180도 접거나 좌우로 20도까지 비틀어도 정상 작동한다. 못으로 배터리를 훼손시키거나 비금속(세라믹) 가위로 잘라내도 정상으로 동작한다. 배터리 셀과 셀 사이에 별도 공간을 마련해 유연성을 확보한 기존 플렉시블 배터리 개발품과 달리 하나의 셀 자체를 '주름 빨대'처럼 쉽게 구부릴 수 있도록 설계했기 때문이다.
전극용 특수 바인더(접착) 기술과 3차원 그물 구조 코팅 기술이 핵심으로, 전해액 유출 등 수분 방지를 위해 알루미늄 파우치를 썼다. 일반 전극 표면보다 두 배 이상 촘촘한 나노섬유 박막 코팅 기법으로 외부 충격에 의해 전극이 손상되더라도 전해액 유출을 막는다.
이 때문에 배터리를 절반으로 접거나 절단해도 과열 등 발화 위험이 없다. 분리막 재료로 플라스틱 폴리에틸렌(PE)·폴리프로필렌(PP)이 아닌 아크릴로니트닐수지(PAN)를 사용, 130~150도까지 견디는 일반 리튬전지와 달리 300도 이상 고온에서도 끄떡없다.
그러나 플렉시블 효과를 높이기 위해 접착 물질 함량을 키우면서 소재가 두껍게 처리돼 있어 에너지 밀도는 일반 리튬 전지보다 30%가량 낮다. 플렉시블 배터리 초기 형태여서 일반 폴리머나 각형 배터리에 비해 제품 가격이 아직은 약 두 배 비싼 점은 극복해야 할 과제다.
노승윤 아모그린텍 배터리 사업팀장은 “그물 방식의 3차원 나노섬유 코팅 기술로 휘어지는 유연성뿐만 아니라 극도의 외부 충격에도 발화 위험을 없앤 배터리는 연구 단계가 아니라 이미 제품화 수준까지 왔다”면서 “미국·중국 정보기술(IT) 기기 제조사와는 공급이 확정된 단계로, 10월 양산이 차질없이 이뤄질 것”이라고 말했다.
박태준 전기차/배터리 전문기자 gaius@etnews.com