4차 산업혁명을 맞아 모든 사물이 배터리로 구동되는 BoT(Battery of Things) 시대가 열릴 것이다. 한번 충전해도 오래쓰고 배터리 자체 수명도 긴 폭발하지 않는 배터리가 필요하다. 다양한 고객취향과 용도에 맞는 패셔너블한 배터리 수요도 늘어날 것이다.
리튬이온배터리 이후를 준비해야한다. 배터리 수명을 늘리기 위해 국내외 수많은 연구진이 전극소재를 연구하지만 생각의 패러다임을 바꿔야한다. 리튬 자원은 한정적이라 배터리 전극에 리튬이온을 많이 넣어 배터리수명을 늘리는 것은 한계가 있다. 또 리튬이온은 돌가루 같아 플렉시블 배터리에서 떨어져버리기 십상이다. 전극구조 자체를 바꿔야한다.
친환경적이고 에너지밀도가 높은 리튬금속전지가 대안으로 떠오르고 있다. 리튬금속전지는 음극이 없어 에너지 밀도를 높일 수 있다. 그라파이트도 쓰지 않아 부피가 작아 동일한 크기에 더 많은 에너지를 넣어 수명이 늘릴 수 있다.
리튬이온전지는 폭발사고도 잦다. 에너지저장시스템(ESS) 화재사고가 끊이지 않고 있다. 올해만 해도 경산변전소, 영암·거창 풍력발전소, 군산·해남 태양광발전소에서 ESS 화재사고가 일어났다. 갤럭시 노트7, 테슬라 자동차 발화원인 또한 리튬이온배터리다.
일본 토요타는 전고체전지 상업화에 매진하고 있다. 전고체전지는 불에 타지않고 고온에서도 작동가능하다. 액체가 새지도 냄새가 나지도 않는다. 겹칠수가 있어 에너지밀도 또한 높다. UNIST 팀은 파우더 형식이 아닌 유기전해질을 사용해 화재가 나도 불자체가 붙지 않는 전고체전지를 개발했다.
BoT시대에는 수많은 사물에 배터리가 장착되는 만큼 배터리 모양도 다양해져야한다. 웨어러블 기술과 함께 발전해야한다. 나무나 종이를 이용한 배터리도 가능하다. 아연 잉크를 활용한 프린터블 전지가 상용화되면 종이나 의류에 인쇄한 글자나 문양이 배터리가 될 것이다.
이준희기자 jhlee@etnews.com
