산림청 국립산림과학원(원장 윤영균)은 나무에서 추출한 셀룰로오스로 제조한 나노종이 분리막과 전극을 이용해 종이처럼 휘어지는 배터리(플렉시블 종이 리튬이온전지, Flexible Paper Lithium-ion Batteries)를 만드는 원천기술을 세계 최초로 확보했다고 밝혔다.

이런 가운데 ‘휘어지는 종이 배터리’는 최근 첨단 분야로 각광받고 있는 둥글게 말 수 있는 롤업(Roll-up) 디스플레이와 옷처럼 입을 수 있는 전자소재 등 다양한 디자인으로 활용 가능하기 때문에 세계적으로 주목을 받을 것으로 전망된다.

종이 배터리는 나무에서 추출한 나노종이 분리막으로 기존의 플라스틱 분리막을 대체하기 때문에 전극(+,-) 간 계면이 매우 안정적이고 우수한 기계적 물성 확보가 가능하다. 특히 외부 압력에 의한 형태 변형에서도 전지 성능을 구현할 수 있어서 여러 전기화학 소자로 다양하게 활용될 수 있다.

종이 배터리는 국립산림과학원과 울산과학기술대학교의 공동 연구로 개발된 국내 순수 원천기술이다.
산림과학원 이선영 박사는 “플렉시블 종이 리튬이온전지의 나노종이 전극 일체형 분리막은 나무에서 얻은 천연재료로 기존 이온전지의 분리막 소재인 다공성 폴리에틸렌이나 폴리프로필렌과 전극을 완전히 대체할 수 있는 원천 기술”이라면서 “이제 종이 배터리라는 꿈의 기술에 첫발을 내디뎠다”고 의미를 강조했다.

울산과기대 이상영 교수는 “전지의 형태 변형으로부터 유발될 수 있는 전지 발화 및 폭발 등의 위험을 억제시켰다”면서 “별도의 바인더를 필요로 하지 않기 때문에 이온전도도 및 전자전도도가 우수해 고용량 및 고출력을 구현할 수 있다”고 설명했다.

산림과학원과 울산과기대는 세계 최초로 나노셀룰로오스로 만든 전극과 분리막을 일체화시킨 3차원 구조의 플렉시블 종이 배터리를 개발·상용화하는 공동 연구를 계속 추진할 계획이라고 밝혔다.