이번에 개발된 리튬-황 종이전지는 기존 전지에서 열에 약해 폭발 위험성이 문제가 되었던 플라스틱 분리막을 나무 세포를 얇게 쪼갠 차세대 친환경 소재인 나노셀룰로오스로 대체해 고온과 충격으로 분리막이 파괴되면서 발생할 수 있는 폭발 위험성을 제거한 것이 특징이다. 또 나노셀룰로오스 분리막과 전극을 일체형으로 만드는 혁신적인 구조변경을 통해 눌리거나 구겨지는 조건에서도 정상적으로 작동하도록 안전성을 높였다.
리튬-황 전지는 기존 리튬이온 전지에 사용되는 코발트를 황으로 대체한 것으로 에너지 용량이 2배 이상이며 원료 가격도 35분의 1로 절감된다. 또 황부산물의 발생을 억제시켜 기존의 리튬-황 전지에 비해 수명이 3배 이상 향상됐고 형태를 자유롭게 변형할 수 있어 굽힘 반복시험에서 기존의 리튬-황 전지 대비 유연성이 2.5배 이상 크게 향상됐고 심하게 구긴 상태에서도 전지 성능이 정상적으로 구현됐다. 향후 몸에 착용해 사용하는 휴대전화 등 웨어러블 디바이스에도 활용할 수 있는 가능성을 제시했다.
이번 연구결과는 이미 국내 특허가 출원됐고 해외 특허출원도 준비 중이다. 또 관련 논문은 에너지 분야의 권위있는 학술지인 ‘에너지와 환경과학’ 온라인판에 게재됐다. 이선영 산림과학원 연구관은 “재생가능한 자원인 나무에서 얻을 수 있는 친환경 재료로 전지원료를 얻은 것”이라고 이번 연구결과에 대해 의미를 부여했다. /대전=박희윤기자 hypark@sedaily.com