기존 리튬이온 배터리는 양극, 분리막, 음극을 샌드위치처럼 층층이 쌓는 '적층 방식'이어서 두께를 줄이는데 한계가 있으며, 층 사이에 발생하는 마찰로 인해 구부리는 게 어렵고, 전극 필름이 벗겨져 성능 유지에 한계가 있다.
연구팀은 '적층'이라는 고정관념에서 벗어나 분리막을 없애고 양극과 음극을 평면으로 동일 선상에 배열한 뒤 양극 간 격벽을 둬 리튬이온 배터리에서 발생할 수 있는 합선 및 전압강하 등의 현상을 없애는 데 주력했다.
이후 5,000번 이상의 연속 굽힘 실험을 통해 배터리 성능 유지와 함께 더 유연한 새로운 개념의 전극 구조가 가능하다는 사실을 확인했다.
이번에 개발된 플렉서블 리튬이온 배터리는 통합형 스마트카드, 미용·의료용 패치는 물론, 영화 '아이언맨'처럼 목소리와 몸짓으로 컴퓨터에 명령하는 피부 부착형 센서 등에 적용할 수 있을 것으로 기대된다.
연구팀은 이 배터리에 전자기 유도와 태양전지를 적용해 무선 충전도 가능할 수 있도록 개발하는 데에도 성공했다.
한국연구재단의 중견연구자사업과 국가과학기술연구회 융합실용화 연구사업의 지원을 받아 수행된 이번 연구 결과는 나노과학분야 학술지 '나노 레터스'(Nano Letters) 3월 6일자 온라인 판에 실렸다.