삼성전자나 LG전자도 소니처럼 부품 회사로 서서히 탈바꿈 하는 것이 어떨까 하는 생각도 듭니다. 완성품에서 싼 가격의 중국 제품이나 기획력과 창의적인 면 또는 시장을 선도하거나 블루오션에 있는 애플 같은 회사가 되지 못하고 갈팡질팡할 봐에는 그냥 한 두개의 핵심 부품 시장에서 1위를 해서 캐시카우를 만드는 것이 어떨까 합니다.
소니를 부활 시킨 것이 이미지센서인 것처럼 부품 회사로 탈 바꿈 하는 것도 현재의 위기를 탈출하는 방법 중 하나일 것입니다. 그나마 삼성전자는 메모리 반도체를 만드는데 LG전자는 그런 부품을 제조하지 않습니다.
제조 기술력은 삼성전자나 LG전자가 뛰어납니다. 여기에 부품 제조도 잘 하죠.
삼성전자가 며칠 전에 그래핀 기술을 이용한 기존 배터리의 2배의 밀도를 갖춘 새로운 배터리 기술을 개발했습니다.
삼성전자 종합기술원 손인혁 개발 팀은 리튬 이온 전지의 음극 소재를 새로운 것으로 교체해서 기존 대비 1.8배의 에너지 밀도를 가진 새로운 리튬 이온 배터리를 개발했습니다. 좀 더 자세히 설명하자면 리튬이온 전지는 1991년 처음 사용화 되었습니다. 돌아보면 90년대 초에 워크맨에 이 리튬이온 배터리를 처음 본 것 같습니다. 이후 이 리튬이온 배터리는 스마트폰과 전기 자동차 등에 사용 되는 등 배터리의 제왕이 됩니다.
그러나 이 기술은 지난 25년간 성능이 2배 정도 밖에 증가하지 않았습니다. 어떻게 보면 아주 느리게 진화하는 기술입니다. 디스플레이 쪽 보세요. 엄청난 발전을 하는데 배터리는 그 동안 큰 진화를 하지 못했네요.
리튬이온전지의 음극 소재는 흑연을 사용하고 있습니다. 이를 대체할 만한 소재를 찾지 못한 것도 배터리 진화 속도가 늦은 이유 중 하나입니다. 실리콘이 흑연의 대체 음극 소재로 사용되기도 했지만 실리콘은 충,방전을 반복하면 열화하는 단점이 있습니다.
삼성전자 종합기술원은 이 흑연을 대체할 새로운 소재를 개발했습니다. 그 소재란 그래핀 기술을 이용한 실리콘입니다. 실리콘 음극 소재는 동일하지만 물리적 강도와 전도성이 높은 그래핀을 실리콘 표면에 부착했습니다. 이를 통해서 충,방전을 해도 실리콘 구조가 붕괴되는 현상을 막을 수 있습니다.
실리콘 표면에 탄소 1개 정도 두께의 세상에서 가장 얇은 소재인 그래핀 피막이 실리콘을 꽉 잡아주는 기술입니다.
이 그래핀은 미래의 소재라고 극찬을 하는 물질이죠. 원자 크기의 벌집 모양의 육각형 격자 구조로 전기 전도성도 좋은데 구리보다 100배 이상 전기를 잘 전달해 줍니다. 반도체에서 쓰는 단결정 실리콘보다 무려 100배 이상 전자를 빠르게 이동 시킵니다. 여기에 벌집 구조라서 강철의 200배 이상 강도도 강합니다. 열 전도성은 다이아몬드의 2배나 강하고 탄성도 뛰어나서 구부려도 전기적 성질을 유지합니다. 이런 뛰어난 소재성으로 차세대 신소재로 각광 받고 있는 꿈의 '나노 물질'이라고 불립니다.
이 그래핀의 뛰어난 재능을 적극 활용해서 실리콘이 충,방전으로 붕괴되는 것을 그래핀의 뛰어난 내구성으로 막아내네요. 훌륭한 보호막 역할을 하네요.
이 그래핀 피막을 코팅한 실리콘 음극 소재를 이용한 새로운 리튬이온 배터리는 기존 리튬이온 배터리에 비해 에너지 밀도가 1,8배나 높아서 같은 크기에 더 많은 전기를 충전할 수 있습니다. 이렇게 되면 스마트폰 배터리 크기는 동일하지만 배터리 충전 용량은 2배 이상으로 올라가겠네요.
200회 정도 충,방전을 한 후에도 1,5배의 에너지 밀도를 유지했다고 하는데 살짝 성능 저하가 있지만 이 정도면 준수하네요. 이 새로운 그래핀 코팅된 리튬이온 배터리는 2,3년 내에 상용화가 예상됩니다. 2,3년 후에는 스마트폰 배터리가 6,000mAh의 제품도 나오겠네요. 여기에 저전력 설계가 제공되면 한 번 충전하고 이틀 정도 가는 스마트폰이 나올 수도 있겠네요.
저 같은 경우 배터리 2개 들고 다녀도 다 쓰고 집에 오네요. 스마트폰이 1년이 넘어가니 배터리 잡아 먹는 귀신이 달라 붙었는지 엄청나게 빨아 먹네요. 그렇다고 게임을 하는 것도 아닌데요. 페이스북이 배터리 엄청 먹던데 페북을 줄이던지 해야 할까요?
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http://www.nature.com/ncomms/2015/150625/ncomms8393/pdf/ncomms8393.pdf
