[파이낸셜뉴스] 스마트폰 한 대 가격이 100만원에 육박하지만, 사용 기간은 2년이 채 안 된다는 볼멘소리가 소비자들 사이에서 나온다. 배터리 수명이 가장 큰 이유로 꼽힌다. 배터리는 충전과 방전을 거듭하며 수명이 줄어든다. 배터리 수명을 조금이라도 늘릴 방법은 없을까. 26일 시장조사업체 스트래티지 애널리틱스(SA)에 따르면 한국의 공시지원금을 제외한 스마트폰 평균 판매가격(ASP)은 90만 원대로, 일본·미국을 제치고 가장 높은 것으로 나타났다. 전 세계 평균인 37만원과 비교하면 2배 이상 높은 가격이다. 많게는 200만원이 넘는 값비싼 휴대전화가 2년 후엔 조작이라도 한 듯 기능이 저하되는 이유는 바로 배터리다. 더 정확히 말하면 약 300~500회가량의 배터리 충전 사이클 때문이다. 2년간 500회 정도 충·방전을 반복하다 보면 배터리가 상하게 된다. 이 때문에 휴대전화 배터리의 수명은 일반적으로 약 2년으로 여겨진다. 배터리는 반복적인 충전과 방전 과정에서 내부 물질이 열화돼 성능 저하로 이어진다. 가령 리튬 이온 배터리는 충전 시 리튬 이온이 양극에서 음극으로 이동하고, 방전 시에는 그 반대로 이동한다. 이 과정에서 배터리 내부 물질의 변형이 일어나고, 결과적으로 배터리의 에너지 저장 용량이 감소하게 된다. 배터리 회사들은 충·방전 사이클을 늘리기 위한 연구개발을 진행하고 있다. 새 배터리 화학 물질 개발, 전극 재료 개선, 배터리 관리 시스템(BMS) 개선 등의 방식으로다. 종류로 보면 리튬 황 배터리, 고체 전해질 배터리 등이 차세대 배터리로 여겨진다. 리튬 황 배터리는 양극 소재로는 황을, 음극 소재로는 리튬 금속을 사용하는 전지다. 원재료가 저렴하고 에너지 밀도도 높아 많은 에너지를 저장할 수 있다. 전고체 배터리는 액체 전해질을 고체 물질로 대체하는 차세대 배터리 기술이다. 하지만 높은 제조 비용이 단점이다. 실리콘 음극과 나노 구조 전극을 사용하는 것도 충·방전 사이클을 늘리는 방법의 하나다. 이 기술은 일부 상용화 단계다. 사용자가 배터리 수명을 최대한 연장할 수 있는 방법들도 있다. 평소에 배터리를 0%까지 완전 방전시키기보다는 20% 이상, 80% 이하로 유지하는 것이 배터리를 덜 닳게 한다. 조금씩 자주 충전해 과도한 방전을 피하는 것도 배터리 수명을 연장하는 데 도움이 된다. 또 배터리의 손상을 가져오는 과열에 주의하고, 정품 충전기를 사용해야 한다. psy@fnnews.com 박소연 기자

[파이낸셜뉴스] 미국에서 테슬라 전기차가 경고 없이 방전돼 생후 20개월 아기가 차 안에 혼자 갇히는 사고가 발생했다. 출동한 구조대는 결국 유리창을 깨 아기를 구해야 했다. 22일 CNN 방송 등에 따르면 미국 애리조나주에 거주하는 테슬라 차주 산체스는 생후 20개월 된 손녀를 차량 뒷좌석 카시트에 태우고 운전석에 앉으려 한 순간 갑자기 문이 잠기는 아찔한 일을 겪었다. 차량 배터리가 방전되면서 휴대전화와 카드 열쇠를 동원해도 잠금은 풀리지 않게 된 것이다. 테슬라는 배터리 방전 직전 운전자에게 세 차례 경고를 보내게 돼 있지만, 산체스는 아무런 경고를 받지 못했다고 주장했다. 산체스는 40도에 가까운 폭염 속 손녀를 구하기 위해 구조대원을 불렀다. 그는 "출동한 구조대원이 차를 보더니 '이거 테슬라네, 우리는 들어갈 수 없어요'라고 하더라"며 "나는 '차를 두 동강 내도 좋으니 아기를 구해달라'고 했다"고 말했다. 결국 구조대원들은 차량 유리창을 부수고 나서야 산체스의 손녀를 구해낼 수 있었다. CNN은 "테슬라 문을 밖에서 여는 방법은 전선·배터리 충전기와 관련된 복잡한 일련의 과정"이라며 "많은 테슬라 소유자는 물론 구조대원들조차 이를 모르고 있다"고 전했다. 한편, 테슬라 전기차의 급방전으로 인한 안전사고는 이전에도 여러 번 발생했다. 최근 배터리 방전으로 한 여성이 차에 갇혔고, 3개월 전에도 한 남성이 고속도로 주행 중 갇히는 사고가 발생했다. rejune1112@fnnews.com 김준석 기자

현대건설 컨소시엄은 한국에너지기술평가원의 '2024년도 1차 에너지기술개발사업 공모'에서 '에너지수요관리 핵심기술개발' 품목의 연구과제를 수행하는 주관사로 선정됐다고 28일 밝혔다. 현대건설 컨소시엄은 현대자동차 등 전기차, 충·방전소 실증 설비를 제공하는 사업자 등 15개 국내외 기관 등으로 구성됐다. 현대건설 컨소시엄이 제안한 세부 연구과제는 현재 배터리 충전을 통해 운송 수단만으로 활용되는 전기차에 방전기능을 추가해 전기차 배터리 자체를 에너지 저장장치(ESS)처럼 활용 가능한 기술 개발 및 상용화가 목표다. 실증 연구는 정부로부터 약 200억원을 지원받고, 민간 부담금까지 포함해 약 380억원의 연구개발비가 투입된다. 역대 최대 규모의 전기차 배터리를 전력망 연결해 양방향 전력을 송전하는 기술(V2G) 연구다. 한정된 에너지 자원의 소비를 줄이고, 이산화탄소 배출을 줄일 수 있는 지속가능한 기술 중 하나다. 오는 2028년까지 4년간 1500기 이상의 충·방전기를 설치해 V2G 실증을 수행할 계획이다. 현대건설 관계자는 "오는 6월 분산에너지활성화특별법 시행을 앞두고 V2G를 활용한 다양한 분산에너지 비즈니스 모델을 제시해 전력중개거래사업을 선도해 나갈 것"이라고 말했다. ssuccu@fnnews.com 김서연 기자

광주과학기술원(GIST) 에너지융합대학원 박찬호 교수팀이 폭발 위험이 없는 무흐름 아연-브롬 수계 배터리의 양극재를 개발했다. 이 양극재는 1만번 이상 충방전 테스트에서도 평균 충방전 효율이 96%의 우수한 성능을 보였으며, 에너지 효율도 76.6%에 달해 내구성도 뛰어나다. 이번에 개발한 기술은 차세대 배터리로 주목받는 무흐름 아연-브롬 수계 배터리의 고질적 단점인 성능 저하를 극복한 것으로, 고성능과 안정성을 겸비한 실용적인 에너지저장장치(ESS) 개발을 앞당길 것으로 기대된다. 22일 GIST에 따르면 배터리의 양극은 양극 활물질, 도전재, 바인더, 집전체로 구성되며, 배터리의 용량을 결정한다. 무흐름 아연-브롬 수계 배터리는 아연과 브롬이 반응하면서 에너지를 저장한다. 전해질이 물에 기반한 것으로 발화 가능성이 없으며, 기존 배터리에서 전해액 저장소와 펌프를 제거한 '무흐름' 방식으로 제작돼 비용이 저렴하며 긴 수명이 장점이다. 하지만 충전 과정 중 자가방전 반응이 일어나는 브롬 크로스오버 현상에 의한 성능 저하가 문제다. 연구진은 질소가 첨가된 중형 다공성 탄소를 흑연 펠트(GF) 전극 전체에 균일하게 형성해 배터리의 성능 및 안정성을 높였다. 이를통해 실용적인 무흐름 아연-브롬 수계 배터리 시스템용 양극으로 적용할 수 있게 했다. 또 이 탄소 물질을 유기용매를 천천히 증발시키는 증발유도 자기조립 방법으로 두꺼운 흑연 펠트 전체에 균일하게 발라 구조적, 화학적 특성에 변화를 주는 양극을 만들었다. monarch@fnnews.com 김만기 기자

[파이낸셜뉴스] 광주과학기술원(GIST) 에너지융합대학원 박찬호 교수팀이 폭발 위험이 없는 무흐름 아연-브롬 수계 배터리의 양극재를 개발했다. 이 양극재는 1만번 이상 충방전 테스트에서도 평균 충방전 효율이 96%의 우수한 성능을 보였으며, 에너지 효율도 76.6%에 달해 내구성도 뛰어나다.  이번에 개발한 기술은 차세대 배터리로 주목받는 무흐름 아연-브롬 수계 배터리의 고질적 단점인 성능 저하를 극복한 것으로, 고성능과 안정성을 겸비한 실용적인 에너지저장장치(ESS) 개발을 앞당길 것으로 기대된다. 22일 GIST에 따르면 배터리의 양극은 양극 활물질, 도전재, 바인더, 집전체로 구성되며, 배터리의 용량을 결정한다. 무흐름 아연-브롬 수계 배터리는 아연과 브롬이 반응하면서 에너지를 저장한다. 전해질이 물에 기반한 것으로 발화 가능성이 없으며, 기존 배터리에서 전해액 저장소와 펌프를 제거한 '무흐름' 방식으로 제작돼 비용이 저렴하며 긴 수명이 장점이다. 하지만 충전 과정 중 자가방전 반응이 일어나는 브롬 크로스오버 현상에 의한 성능 저하가 문제다. 연구진은 질소가 첨가된 중형 다공성 탄소를 흑연 펠트(GF) 전극 전체에 균일하게 형성해 배터리의 성능 및 안정성을 높였다. 이를통해 실용적인 무흐름 아연-브롬 수계 배터리 시스템용 양극으로 적용할 수 있게 했다. 또 이 탄소 물질을 유기용매를 천천히 증발시키는 증발유도 자기조립 방법으로 두꺼운 흑연 펠트 전체에 균일하게 발라 구조적, 화학적 특성에 변화를 주는 양극을 만들었다. 이렇게 만든 탄소 물질은 3~5nm(나노미터)의 안정적인 중형 기공이 만들어졌으며, 적정한 산소와 질소 함량으로 흑연 펠트 양극의 수용액에 대한 친화도를 높였다. 아울러 충전 과정에서 생성된 브롬 및 브롬 접합체를 저장·흡착해 브롬 크로스오버 현상을 억제하고 안정적인 충방전 과정에서 우수한 산화·환원 반응이 일어났다. 박찬호 교수는 "향후 리튬이온 배터리로 만들어진 현재 ESS의 화재 문제를 해결할 수 있는 차세대 기술로 부상할 것"이라고 말했다. 한편, 박찬호 교수가 지도하고 조영인 통합과정생이 수행해 개발한 양극재는 화학공학 분야 국제학술지 '케미컬 엔지니어링 저널(Chemical Engineering Journal)'에 발표됐다.  monarch@fnnews.com 김만기 기자

[파이낸셜뉴스] LG에너지솔루션은 사내 독립기업(CIC) 쿠루가 전기 이륜차 배터리 교환 스테이션(BSS) 사업을 본격화 한다고 5일 밝혔다. 쿠루는 전기 이륜차의 방전된 배터리를 충전하는 대신 완충된 배터리로 간편하게 교환해 사용할 수 있도록 하는 서비스를 제공한다. 일반 이륜차보다 운영 비용을 줄일 수 있고 충전 대신 교환이 가능하다는 편의성 때문에 배달 라이더들에게 큰 주목을 받고 있다. 쿠루의 BSS는 현재 배달 수요가 많은 서울 관악구와 동작구 등 한강 이남 지역을 중심으로 180여대가 가동 중이다. 이용자들의 편의를 고려해 스테이션 간 거리는 평균 1㎞에 불과하도록 촘촘히 설치했다. 올해 안에 서울 전 지역으로 스테이션 설치 지역을 늘리고 2025년까지 수도권에 1000대를 설치한다는 계획이다. 박찬우 쿠루 대표는 "소음과 매연으로부터 자유로운 전기 이륜차에 LG에너지솔루션의 기술리더십을 더해 편의성과 안전성을 대폭 높인 것이 특징"이라며 "환경과 안전 등 차별적 고객가치를 최우선으로 생각하는 친환경 이륜차 생태계 조성에 앞장서 나갈 것"이라고 말했다.  kim091@fnnews.com 김영권 기자

[파이낸셜뉴스]   #OBJECT0# 지난주 초 기온이 영하 10도 밑으로 급락하면서 배터리 방전으로 인한 대형 손해보험사 4곳의 자동차 긴급출동이 급증했다. 15~16일에도 기온이 급락할 것으로 예보돼 있어 배터리 방전에 대한 대비가 필요하다는 지적이다.  15일 손해보험업계에 따르면 이달 1일부터 9일까지 삼성화재·현대해상·DB손해보험·KB손해보험의 긴급출동 횟수는 총 36만3421건으로 집계됐다. 그러나 아침 기온이 영하 10도를 밑돌며 한파주의보가 내려졌던 지난 8일에는 긴급출동 건수가 6만6767건으로 전날보다 2배 이상 급증했다. 특히 기온과 밀접하게 연관돼 있는데 배터리 충전이 이날 긴급 출동 건수 가운데 4만4728건으로 67%를 차지했다.  올들어 비교적 포근한 날씨가 지속되면서 하루 평균 출동 건수가 3만 건 수준에 머물렀으나 지난주 초 기온이 급락하고 눈까지 내리면서 다시 출동 건수가 급증했다는 분석이다.  긴급출동 사유별론 배터리 충전이 출동 건수의 56%(20만2658건)를 차지했다. 긴급 견인(구난)이 7만1190건, 타이어 교체·수리가 5만8440건으로 뒤를 이었다. 자동차 배터리는 특히 추위에 약해 기온이 영하권으로 떨어지기만 해도 배터리 방전이 일어나는 경우가 많다는 게 업계의 설명이다. 이 때문에 미리 겨울철에는 배터리를 점검할 필요가 있다고 당부했다. 특히 보닛을 열어 배터리의 지시등을 확인했는데 검정 혹은 백색등이 켜져있을 경우, 배터리를 교체한 지 3~4년 이상이 됐을 경우에는 가까운 정비소를 찾아 상세한 점검을 받아야 한다.  손해보험업계 관계자는 "평소 겨울철 배터리 방전을 예방하기 위해서는 가급적 실내 주차장에 주차를 하고, 그렇지 못한 경우 블랙박스 등 상시전원을 사용하는 기기를 꺼두고 시동을 자주 걸어주는 것이 좋다"며 "이미 배터리 방전이 발생한 경우에는 가입한 손해보험사의 긴급출동 서비스를 이용하면 견인 및 배터리 충전 등 다양한 서비스를 받을 수 있다"고 조언했다.  padet80@fnnews.com 박신영 기자

부산지역 제조업 매출 1위 기업 르노코리아자동차(대표이사 스테판 드블레즈)는 이달부터 2024년 1월까지 두 달간 전 차량을 대상으로 '안전한 겨울맞이 특별 정비할인 캠페인'을 실시한다고 4일 밝혔다. 이번 특별 정비할인 캠페인 기간 전국 400여개 르노코리아 서비스 네트워크를 방문한 MY르노코리아 앱 회원 고객은 15% 할인된 가격(공임 제외)에 배터리를 교체할 수 있다. 일반 고객은 10% 할인이 적용된다. 캠페인 대상 배터리는 신차 출고용(OE)부터 성능이 업그레이드된 EFB, AGM 배터리까지 모두 포함된다. 캠페인 기간 MY르노코리아 앱에 신규 가입한 고객에게는 재입고 때 사용 가능한 정비 할인쿠폰 2만원권도 증정한다. 자동차 배터리는 온도에 민감해 특히 겨울철 낮은 온도에서 성능이 저하되기 쉽다. 차량 방전이 겨울철에 더 빈번하게 일어나는 이유도 낮은 온도에 의해 배터리 성능이 저하되기 때문이다. 배터리 방전을 예방하기 위해서는 차량을 운행하지 않아도 시동을 걸어 배터리를 충전하고 실내에 주차하거나 보온 커버 등을 활용해 보닛 속 배터리를 덮어주는 것이 좋다. 르노코리아 애프터세일즈담당 강진규 디렉터는 "블랙박스 등 고객이 추가 장착하는 전기용품 이용이 늘어나면서 차량 배터리가 방전되는 사례도 함께 많아지고 있다"며 "최근 시동이 잘 걸리지 않거나 배터리 방전 사례가 있다면 겨울철 안전운행을 위해 새로운 배터리로 교체하는 것을 권장한다"고 밝혔다. 르노코리아는 MY르노코리아 앱을 통해 2시간 내 당일 정비 가능한 서비스 네트워크를 확인해 이용할 수 있는 '패스트 트랙 정비 예약'을 비롯해 고객이 정비부품 가격을 미리 확인하고 비교해 볼 수 있는 '온라인 정비 견적' 등 고객을 위한 다양한 맞춤형 케어 서비스 기능을 제공하고 있다. roh12340@fnnews.com 노주섭 기자

국내 연구진이 태양전지나 이차전지 등을 필름형태로 개발해 앞으로 다양한 기능이 추가된 창문이 만들어질 전망이다. 특히 충전됐을 때 푸른 빛을 띄다가 방전되면 투명색으로 바뀌는 등 충전·방전 과정을 시각화 했다. 21일 한국재료연구원에 따르면 권정대 박사팀이 개발한 태양전지는 하나의 재료를 층층이 쌓아올려 빨간색이나 초록색, 파란색이 들어간 투명 태양전지다. 또 한국과학기술원(KAIST) 김일두 교수가 명지대 윤태광 교수와 함께 만든 이차전지는 얇고 잘 휘어지면서 충전하면 남색으로, 충전된 전기를 다 쓰면 투명해진다. 권 박사팀이 개발한 유연한 필름형태의 태양전지는 다른 태양전지와 달리 다양한 색을 사용해도 효율이 떨어지지 않는다. 또 일반적인 반도체나 태양전지 제조 공정에 사용되는 방식으로 산화아연을 층층이 쌓을 수 있다. 연구진은 빛의 굴절률을 이용해 색을 입히는 방식을 택했다. 얇은 막으로 된 산화아연을 여러층 쌓으면서 주기적으로 수소를 혼입해 색을 띠게 했다. 이런 방식으로 산화아연 막의 두께를 조절해 빛의 삼원색을 얻어냈다. 이 태양전지는 전력변환 효율이 6%에 불과하지만 다른 검정색을 띤 태양전지에 비해 심미성이 증가된다. 권 박사는 "이 기술은 간단하면서 공정상 어려움이 없어 색이 들어간 투명 박막태양전지를 만들 수 있다"며 "이 태양전지가 사용화되면 심미적 특성을 고려해 건물 일체형 태양광(BIPV)과 차량 일체형 태양광(VIPV) 시스템을 실현하는 데 많은 도움을 줄 것"이라고 말했다. 또 KAIST 김일두 교수팀은 이차전지의 양극재에 전기변색 기능을 접목시켰다. 이 전지는 충전과 방전 상태를 색 변화로 시각화하고, 태양광 흡수량을 조절해 실내 냉방 에너지 소비량을 절감하는 디스플레이 소자로 활용할 수 있다. 이 전지에 들어가는 양극재는 소재 구성이 일정 간격을 유지하게 만들어 이온이 저장되는 내부공간을 확장시켜 이온 이동속도를 빠르게 만들었다. 그 결과 저장용량이 1g당 110㎃h로 기존보다 40% 이상 확대되고, 충·방전시 남색에서 투명색으로 빠르게 바뀌는 변색 성능도 30% 상승했다. 김 교수는 "투명 유연전지 기술을 스마트 윈도우에 적용하면, 낮시간 동안 태양에너지를 흡수하는 과정에서 짙은 색을 띠게 돼 자외선과 눈부신 태양빛을 차단하는 커튼 기능이 포함된 미래형 에너지 저장 기술로 쓰일수 있다"고 설명했다. monarch@fnnews.com 김만기 기자

[파이낸셜뉴스] 국내 연구진이 태양전지나 이차전지 등을 필름형태로 개발해 앞으로 다양한 기능이 추가된 창문이 만들어질 전망이다. 특히 충전됐을 때 푸른 빛을 띄다가 방전되면 투명색으로 바뀌는 등 충전·방전 과정을 시각화 했다. 21일 한국재료연구원에 따르면 권정대 박사팀이 개발한 태양전지는 하나의 재료를 층층이 쌓아올려 빨간색이나 초록색, 파란색이 들어간 투명 태양전지다. 또 한국과학기술원(KAIST) 김일두 교수가 명지대 윤태광 교수와 함께 만든 이차전지는 얇고 잘 휘어지면서 충전하면 남색으로, 충전된 전기를 다 쓰면 투명해진다. 권 박사팀이 개발한 유연한 필름형태의 태양전지는 다른 태양전지와 달리 다양한 색을 사용해도 효율이 떨어지지 않는다. 또 일반적인 반도체나 태양전지 제조 공정에 사용되는 방식으로 산화아연을 층층이 쌓을 수 있다. 연구진은 빛의 굴절률을 이용해 색을 입히는 방식을 택했다. 얇은 막으로 된 산화아연을 여러층 쌓으면서 주기적으로 수소를 혼입해 색을 띠게 했다. 이런 방식으로 산화아연 막의 두께를 조절해 빛의 삼원색을 얻어냈다. 이 태양전지는 전력변환 효율이 6%에 불과하지만 다른 검정색을 띤 태양전지에 비해 심미성이 증가된다. 권 박사는 "이 기술은 간단하면서 공정상 어려움이 없어 색이 들어간 투명 박막태양전지를 만들 수 있다"며 "이 태양전지가 사용화되면 심미적 특성을 고려해 건물 일체형 태양광(BIPV)과 차량 일체형 태양광(VIPV) 시스템을 실현하는 데 많은 도움을 줄 것"이라고 말했다. 또 KAIST 김일두 교수팀은 이차전지의 양극재에 전기변색 기능을 접목시켰다. 이 전지는 충전과 방전 상태를 색 변화로 시각화하고, 태양광 흡수량을 조절해 실내 냉방 에너지 소비량을 절감하는 디스플레이 소자로 활용할 수 있다.  이 전지에 들어가는 양극재는 소재 구성이 일정 간격을 유지하게 만들어 이온이 저장되는 내부공간을 확장시켜 이온 이동속도를 빠르게 만들었다. 그 결과 저장용량이 1g당 110㎃h로 기존보다 40% 이상 확대되고, 충·방전시 남색에서 투명색으로 빠르게 바뀌는 변색 성능도 30% 상승했다. 김 교수는 "투명 유연전지 기술을 스마트 윈도우에 적용하면, 낮시간 동안 태양에너지를 흡수하는 과정에서 짙은 색을 띠게 돼 자외선과 눈부신 태양빛을 차단하는 커튼 기능이 포함된 미래형 에너지 저장 기술로 쓰일수 있다"고 설명했다.   monarch@fnnews.com 김만기 기자