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사진은 권력이다

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반영구적으로 사용할 수 있는 배터리를 삼성과 MIT가 개발

썬도그 2015.08.21 10:01

우리가 스마트폰에 쓰는 리튬 이온 배터리는 충방전을 하면 수명이 짧아집니다. 그래서 스마트폰 1년 이상 사용하면 충전도 빨리 되지만 방전도 빨리 되어서 배터리 2개를 들고 외출해도 반나절 지나면 다 써버리는 경우가 많죠. 그럴 때 새로운 배터리를 사서 배터리 광탈 스트레스를 줄입니다. 

리튬 이온 배터리는 대략 500~1,200번 정도 충방전을 하면 수명을 다 합니다. 따라서 대략 2년 정도 사용하면 배터리 때문이라도 새로운 스마트폰을 구매하는 분들이 많습니다. 신기하게도 스마트폰은 2년만 지나면 엄청 느려지고 여기저기 하드웨어 고장이 늡니다. 마치 2년짜리 시한 폭탄 같아요. 느려진 것은 공장 초기화 시키고 필요한 앱만 다시 설치하는 것이 하나의 방법이긴 합니다. 그리고 새로운 배터리를 사서 사용하면 또 그런대로 더 사용할 수 있습니다. 



반영구적으로 사용할 수 있는 배터리를 삼성과 MIT가 개발

MIT와 삼성이 반 영구적인 새로운 배터리를 개발했습니다. 우리가 쓰고 있는 리튬 이온 배터리는 액체 상태의 전해질을 사용하고 있는데 폭발 위험이 있습니다. 그래서 가끔 뉴스에서 스마트폰이나 노트북 폭발 사고가 소개되기도 하죠. 이는 액체 전해질인 탄산 에틸렌과 탄산 디 에틸 등의 유기 용매에 리튬 염을 녹인 전해질을 사용하기 때문입니다. 이 유기 용매가 발화하기 쉬운 물질이기 때문에 가끔 발화 사고가 납니다. 

그래서 폭발 위험이 적은 고체 전해질을 사용하는 것이 폭발 위험도 없고 좋죠. 문제는 이 고체 전해질은 리튬 이온의 유기 용매처럼 전도 특성이 좋지 않아서 충,방전 속도가 느린 것이 문제입니다. 



MIT와 삼성은 고채 전해질의 충,방전 속도가 느린 단점을 리튬, 게르마늄, 인, 유황 화합물인 슈퍼 이오닉 리튬 이온 전도체를 사용해서 해결했습니다. MIT의 Gerbrand Cede 객원 교수는 "고체는 전도 특성이 약하다는 생각이 많지만 이번 개발로 그 패러다임이 바뀌었다"고 말했습니다. 

위 이미지는 이번에 개발한 배터리의 초 이온 전도체의 결정 구조입니다. 리튬 원자는 녹색이고 황원자가 노란색, ps4가 보라색 정사면체, GeS4가 파란색 정사면체입니다. 

기존의 리튬 이온 배터리는 유기 용매가 불에 타기 쉬운 물질이었는데 이 가연성 전해 물질 대신에 고체 전해질을 사용해서 발화의 위험을 줄였습니다. 또한, 리튬 이온 배터리의 사용 주기인 500~1,200번의 문제점도 해결했습니다. 삼성과 MIT가 개발한 고체 전해질 배터리는 무려 수십 만 번을 충방전 할 수 있어서 반 영구적으로 사용할 수 있습니다. 

여기에 리튬 이온은 영하 28도가 되면 성능 저하가 시작 되는데 반해 고체 전해질은 추위에 관계없이 성능 저하가 없었습니다. 또한, 출력 밀도도 기존 대비 20~30% 향상 되었습니다. 이 배터리가 사용화 되면 앞으로 배터리 교체는 안 해도 되겠네요. 또한, 자동차 배터리로 활용되면 충돌 사고에도 폭발하지 않고요. 전기 자동차들의 문제가 충돌시 폭발 위험이 있습니다. 

여기에 극지방이나 겨울에 사진 촬영을 하는 사진가들은 겨울에 카메라 배터리가 빨리 다는 문제를 해결하 수 있겠네요. 그러고보면 한국은 배터리 기술이 세계적이네요

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