일본산업뉴스요약

일경산업신문_2016.11.1(화)_2면기사

플렉시블 일렉트로닉스(Flexible electronics) 3
웨어러블(Wearable)용 배터리의 대량생산화

플렉시블(Flexible)기술의 연구는 배터리 분야에서도 추진되고 있다. 손목시계 형(型)이나 안경 형 등, 지금까지의 정보 단말기와 비교해 복잡한 형태를 가진 웨어러블(Wearable) 단말기 이용을 눈 앞에 두고 있다. 이에 발맞춰 파나소닉(Panasonic)은 휘어져도 성능에 변함이 없는 리튬 이온 전지(Lithium-ion battery)를 개발하였다.

파나소닉은 10월부터 복수의 웨어러블 단말 제조사에 샘플 출하를 시작했다. 시트(Sheet) 상태로 두께 0.55mm. 고정된 굴곡 면에 끼워 넣는 리튬 배터리는 이전부터 있었지만, 굽히거나 휘어질 때 그 용량이 급격히 저하되는 문제가 있었다. 배터리를 싸고 있는 외장재의 설계나 내부의 전극이 겹쳐지는 방법 등을 연구하였다. 1,000회 펄스를 반복해도 충전 용량은 거의 변함이 없었다.

2018년에 양산개시를 목표로 하고 있다. 활동량 등을 측정하기 위해, 의류에 센서 등을 삽입한 웨어러블 단말기 이외에도, 지문 인식이나 얼굴 인식이 가능한 IC카드에서의 이용을 예상하고 있다.

NEC는 전극에「유기라디칼(Organic radical)」이라고 불리는 재료를 사용한 배터리를 개발, 플렉시블 기술 확립에 전력을 다하고 있다. 전극은 양극에 고분자 폴리머(Polymer), 음극에 탄소 재료를 사용, 배터리를 싸는 외장재료는 회로 기판에도 사용되는 폴리머 필름을 채용하였다. 두께 0.05mm의 필름 위에 음극 재료를 직접 도포하고 있다. 회로 기판과 외장재를 일체화하여, 두께 0.3mm로 줄일 수 있는 기술을 가지고 있다.

충전과 방전을 500회 반복해도 75%의 용량을 유지, 일정 수준의 기술은 확립하고 있다. 개발 초기에는 IC카드나 전자 페이퍼에서의 사용을 예상했으나, 가격대비 용도 면에서의 수요가 적어, 보다 높은 출력을 확보하기 위한 활용 분야를 모색하고 있다.

태양 전지분야에서는 일본의 기술 연구가 발달되어 있다. 아연 등의 금속 원자와 브롬 등을 함유한 유기물을 조합해 만든 결정 박막(薄膜)을 이용한「페로브스카이트(Perovskite) 태양전지」. 나노 레벨로 제작한 결정 박막을 바탕으로 연구가 추진되고 있다. 인쇄하는 것처럼 도포하는 것 만으로도 대부분의 발전부(發電部)가 만들어진다. 휴대전화나 빌딩 벽, 자동차뿐만 아니라, 가방이나 의복 등에 붙여 사용, 새로운 용도나 상품 개발로 이어질 가능성이 있다.
 

교토대학 등은 에너지 변환효율이 16.5%이라는 고급 기술을 개발했다. 도인요코하마 대학에 의한 발견으로부터 겨우 6년만에 변환효율이 급격히 상승했기 때문에 기업으로부터 주목을 받고 있다. 실용화에는 안전성과 내구성, 가격 등의 과제가 남아 있다. 안전성에서는 세계적으로 규제가 강화된 아연 사용에 대한 염려가 있으므로, 아연을 대체할 재료 개발도 과제로 남아있다.

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