배터리 크기 그대로, 용량은 2배로...11월 드론에 첫 적용

[글로벌이코노믹 이재구 기자] 기존에 사용하던 배터리에 2배 용량의 에너지를 충전시킬 수 있는 기술이 개발됐다. 이 배터리는 오는 11월부터 드론용으로 처음 공급될 예정이다.

매사추세츠공대(MIT)뉴스는 최근 이 대학 출신 신생기업 솔리드에너지시스템즈(SolidEnergy Systems)가 기존 표준형 크기 배터리 에너지 충전용량을 2배로 늘려주는 기술을 개발했다고 보도했다.
이 배터리에는 기존 리튬이온 배터리 재료가 사용된다. 하지만 음극에는 흑연(graphite)전극 대신 고에너지 밀도를 갖는 리튬메탈포일(foil)이 사용됐다. 이를 통해 한번 충전하면 종전보다 2배나 사용할 수 있게 됐다. 자연적으로 기존 배터리 크기를 절반으로 줄여 준다.

통상 리튬이온배터리의 이온은 전해액 촉매를 통해 음전하를 띤 흑연 음극으로부터 양전하를 띤 아노드쪽으로 움직인다. 하지만 지금까지 음극용으로 사용된 흑연전극은 이온용량을 제한했다.

솔리드에너지측은 이를 막기 위해 흑연을 아주 얇고 고에너지를 갖는 리튬메탈 포일로 대체했다. 이 포일은 흑연전극보다 더많은 이온을 함유하면서 배터리의 에너지용량을 높여주었다.

솔리드 에너지는 전해액 촉매에 화학적 변화를 주면 전통적으로 짧은 시간밖에 사용할 수 없는 리튬메탈배터리를 충전할 수 있고 더 안전하게 사용할 수 있다고 설명했다.

지난 2015년 솔리드에너지 연구원들은 아이폰6에 정상 배터리의 절반에 불과한 신형 배터리를 적용했다. 그 결과 이 배터리가 2암페어시(Amh)의 전력을 제공할 수 있다는 사실을 확인했다. 정상 크기의 기존 아이폰6 배터리는 1.8암페어시(Ah)의 용량을 제공했다.
솔리드에너지는 이 배터리를 오는 11월까지 드론용으로 만들어 사용한 후 내년 초에는 스마트폰과 웨어러블기기에 적용하고, 2018년까지 전기차에 적용할 계획이다.

퀴차오 후 솔리드에너지 최고경영자(CEO)는 “수많은 고객들이 드론과 풍선을 사용해 무료 인터넷을 개도국에 제공하고, 재난 구조용으로 사용하려 하고 있다”고 말했다. 그는 이 배터리를 전기차에 적용할 경우 엄청난 사회적 충격을 가져다 줄 것이라도 말했다. 이어 “기존 전기차에 대한 배터리 표준은 한번 충전에 320km(200마일)을 가는 것이지만 우리는 기존의 배터리 크기를 사용해 한번 충전에 640km(400마일)을 갈 수 있도록 만들 수 있다”고 덧붙였다.

한편 소니는 오는 2020년까지 지금보다 40% 더 많은 에너지를 갖는 리튬황배터리, 마그네슘황 배터리를 만들기 위해 노력하고 있다. 소니는 니케이와의 인터뷰에서 양극에는 종전처럼 리튬을 사용하되 음극에 황을 사용해 리터당 1000Wh(Wh/L)의 에너지밀도를 제공하는 배터리를 개발중이라고 밝혔다. 기존의 리튬이온 배터리의 에너지밀도는 700Wh/L다.

에너지 밀도란 완전히 충전된 전지에서 낼 수 있는 최대 전기에너지 양을 전지의 총질량, 또는 체적으로 나눈 값을 말한다.

이재구 기자 jklee@