美 스타트업, 3분만에 완충하는 불연성 배터리 개발

불연성일뿐 아니라 초고속 충전이 가능한 배터리 시제품을 만든 스타트업을 클린테크니카가 24일(현지시각) 소개했다. 2009년 미국 콜로라도주 포트 콜린스(Fort Collins)에서 설립된 스타트업 프리에토(Prieto)가 개발한 배터리는 섭씨 영하 30도와 섭씨 영상 100도에서도 작동할 수 있다고 한다. 

흥미로운 점은 이 배터리가 3분 만에 100%까지 완전히 충전될 수 있고, 90초 만에 배터리 용량의 50%를 충전할 수 있다는 것이다. 프리에토는 "공인 배터리 테스트 연구소에 의해 독립적으로 검증됐으며, 특허도 받았다"고 주장하고 있다. 

새로운 배터리의 정식 명칭은 '3D 인터디저테이티드(interdigitated) 배터리'다. 명칭에 입체를 뜻하는 3D가 붙은 이유는 기존 배터리의 경우 2차원 평면 위에서 에너지가 한쪽 방향으로만 흐르지만, 프리에토 배터리는 입체적으로 360도로 에너지가 전달되기 때문이다. 

프리에토측은 "기존 배터리는 배터리 안에서 이온이 한 표면에서 다른 표면으로 2차원으로 흐르기 때문에 경로가 길어져 오래 충전해야 한다"며 "배터리를 얇게 만들면 빨리 충전할 수 있으나 많은 에너지를 담을 수 없어 문제"라고 밝혔다. 

프리에토의 설립자이자 최고 기술책임자인 에이미 프리에토(Amy Prieto) 박사는 "우리는 어떤 방향으로든 확산 길이를 극적으로 단축했다. 이는 초고속으로 충전하고 2D 배터리보다 더 많은 전력과 에너지 저장을 제공한다. 배터리 중심부는 얇은 구리 스펀지처럼 보이고 이온은 한 가닥에서 다음 가닥으로 이동하기만 하면 된다. 이는 기존 2D 배터리의 몇 분의 일"이라고 말했다.

프리에토의 배터리는 섭씨 20도에서 방전했을 때 기존 2D 배터리의 5배의 전력 밀도와 최대 3배의 에너지 밀도를 제공한다. 이 제품은 모든 크기와 용도에 맞게 제작이 가능해서 전기차 뿐 아니라 전동 공구, 의료 기기, 휴대 전화, 소형 가전 제품에 이르기까지 모든 제품에 사용할 수 있다.

장점은 여기에서 그치지 않는다. 배터리 제작 비용까지 저렴하고 단순하다.

새로운 프리에토 배터리는 간단하고 확장 가능한 공정을 사용하여 저비용의 지속 가능한 재료로 만들어졌다. 프리에토는 실온에서 입증된 전기 도금 공정을 사용하기 때문에 습기를 없앤 드라이 룸, 미세 먼지가 없앤 클린 룸 같은 고가의 설비가 필요없다.

에이미 박사는 "처음부터 배터리 설계에 앞서 제조에 우선 순위를 뒀다. 먼저 생산을 단순화해야 빠르고 효율적이며 경제적으로 확장할 수 있다"고 말했다. 이 회사의 현재 연구소의 제조 수율(manufacturing yield rate)은 90% 이상이다. 제조 수율이란 완성된 생산량을 생산 시작 부품의 총 수로 나눈 뒤 백분율로 표시한 것이다. 예를 들어, 1만 개의 종이를 제조했는데 그 중 9000개가 양호한 경우 제조 수율은 90%가 된다.

CEO 마이크 로젠버그(Mike Rosenberg)는 "프리에토 배터리는 휘발유 자동차보다 더 빨리 충전되므로 더 이상 전기차의 충전이 문제가 되지 않으며 더 많은 사람이 잠재적인 전기차 구매자가 된다"고 주장했다. 로젠버그 CEO는 "우리의 배터리는 운전자들이 극한의 온도에서도 전기차를 탈 수 있다는 자신감을 심어주고 배터리가 과열로 화재가 발생하지 않기 때문에 소비자들이 안심할 수 있다"고 덧붙였다.