d라이브러리

리튬이온전지는 스마트폰에 전력을 공급하는 현대인의 필수품이지만 과열되면 폭발할 수 있어 정보통신업계의 큰 골칫거리였다. 그런데 최근 폭발 위험을 미리 경고해 주는 스마트 배터리가 개발돼 이 문제를 피해갈 방법이 생겼다.

미국 스탠퍼드대 이 추이 교수팀은 전지에 들어있는 분리막에 주목했다. 리튬이온전지는 탄소로 된 양극과 리튬산화물의 음극으로 채워져 있다. 이들 사이에는 합선이 일어나는 걸 막기 위해 얇은 플라스틱 막이 설치돼 있는데, 이것이 분리막이다. 이 막에는 작은 구멍이 나 있어 리튬 이온을 조금씩 통과시키는데, 막이 손상돼 합선이 일어나면 리튬 이온이 과도하게 흘러 폭발이 일어난다.

연구팀은 분리막 한 쪽에 분리막의 500분의 1수준인 50nm 두께의 구리층을 붙이는 방법으로 문제를 해결했다. 이 층은 이온이 통과할 수 있어 평소에는 전압을 잴 수 있는 전극 역할을 한다. 하지만 합선이 일어나기 시작하면 양극 사이의 전압차가 갑자기 사라지면서, 그 사이에 있는 구리막의 전압 역시 0이 된다. 연구팀은 이 전압을 관찰해 합선이 일어나기 직전에 사용자에게 경고를 보내는 배터리를 만들 수 있다고 밝혔다. 연구 결과는 ‘네이처 커뮤니케이션스’ 10월 14일자에 발표됐다.