이상영 울산과기원 교수팀 개발
제조물질 잉크처럼 만들어 출력
여러 모양 가능… 구부릴 수도 있어

울산과학기술원(UNIST)은 이상영(사진) 에너지 및 화학공학부 교수팀이 일반적인 잉크제트 프린터를 이용해 문서를 출력하듯 배터리를 제조하는 기술을 개발했다고 28일 밝혔다. 딱딱한 형태에서 벗어나 글씨, 그림 등 다양한 모양의 배터리를 만들 수 있게 된 것이다.

이 교수팀은 양극과 음극물질, 전해질 등 배터리를 이루는 요소를 잉크형태로 만들었다. 점도는 잉크제트 프린터에서 사용할 수 있도록 조절했다.

잉크제트 프린터로 종이 위에 출력한 배터리와 이를 활용한 온도감지컵.
울산과기원 제공

잉크가 출력될 종이 위에는 번짐현상을 막기 위해 나노 크기의 셀룰로오스(나무 섬유질)를 미리 뿌렸다. 이렇게 출력된 전지는 1만 차례 충·방전을 반복해도 용량이 줄지 않았고, 영상 150도 고온에서도 전지 특성이 그대로 유지됐다고 연구진은 설명했다. 1000회 구부려도 전지 성능에도 변화가 없었다.

연구진은 “마치 그림을 그리듯 전지를 직렬 혹은 병렬로 연결할 수 있어 전지 전압과 용량을 쉽게 제어할 수 있다”며 “컴퓨터로 디자인한 모든 글자나 그림 모양을 전지 형태로 출력할 수 있다”고 소개했다. 이상영 교수는 “웨어러블 시대를 여는 데 가장 큰 걸림돌 중 하나였던 전원 문제를 해결할 수 있는 원천 기술”이라며 “구부러지는 플렉시블 전지뿐 아니라 이런 전지가 적용된 분야를 함께 발전시키는 솔루션이 될 것으로 기대한다”고 말했다.

이번 연구는 영국 왕립화학회가 발행하는 에너지 및 환경 과학(Energy & Environmental Science)지 온라인판에 게재됐다.

울산=이보람 기자 [e-mail]