[프랑스] 새로운 3D 구조의 모바일 마이크로배터리 개발

영국과 프랑스 공동 연구팀이 크기(모바일 센서 내에 장착할 정도의 수 mm2로 제한된)는 그대로 유지하면서 이차전지의 에너지 밀도를 향상 시키는데 성공했다. 이번 성과는 완전한 마이크로배터리를 생산하기 위한 첫 단계인 마이크로튜브로 만들어진 3D 구조의 개발에 있다.

첫 실험에서 연구팀은 우수한 전도도를 가진 배터리용 고체 전해질을 실증하였다. 주요 기술적 문제는 복잡한 3D 구조 위에 얇으면서도 규칙적인 단 층 내에 이차전지를 구성할 여러 재료들을 정확하게 쌓는데 있었다. 원자층 증착(Atomic Layer Deposition, ALD)의 첨단 기술을 이용하여 재료들을 정확하게 튜브 구조를 막지 않으면서 단층의 3D 구조에 적층 시켰다.

이 방법으로 연구원들은 박막 절연층, 집전체, 음극과 고체 전해질을 만들 수 있었다. 다양한 분석과 특성평가 방법들(싱크로트론 X-선 단층 촬영법과 투과전자 현미경)로부터 연속층이 거의 100% 일치를 보이며 우수하게 만들어 진 것을 알 수 있었다. 계면들이 핀홀, 균열 등이 없었고 다른 화학물질들 간의 상호확산 없이 아주 깨끗하였다.

다음 단계는 최초의 기능적인 3D 프로포타입을 만들기 위해 ALD를 이용하여 양극 물질의 박막을 개발하는 것이다. 그리고 이 기술은 현재의 평면 마이크로배터리보다 확실히 더 좋은 성능을 제공하게 될 것이다.

[출처 = 녹색기술정보시스템(www.greenplatform.re.kr) / 2016년 10월 26일]