Wearable electronics represent a significant paradigm shift in consumer electronics since they eliminate the necessity for separate carriage of devices. In particular, integration of flexible electronic devices with clothes, glasses, watches, and skin will bring new opportunities beyond what can be imagined by current inflexible counterparts. Although considerable progresses have been seen for wearable electronics, lithium rechargeable batteries, the power sources of the devices, do not keep pace with such progresses due to tenuous mechanical stabilities, causing them to remain as the limiting elements in the entire technology. Herein, we revisit the key components of the battery (current collector, binder, and separator) and replace them with the materials that support robust mechanical endurance of the battery. The final full-cells, in the forms of clothes and watchstraps, exhibited comparable electrochemical performance to those of conventional metal foil-based cells even under severe folding-unfolding motions simulating actual wearing conditions.
최근 IT기기 및 전자공학의 혁신적인 발달과 더불어, 따로 들고 다닐 필요가 없이 몸에 붙여 편리하게 사용할 수 있는 웨어러블 전자기기가 개발되기 시작하였다. 웨어러블 전자기기란 단어 그대로 ‘착용하는 전자기기’를 뜻한다. 그러나 단순히 액세서리처럼 전자기기를 몸에 착용하는 것이 아닌, 사용자 신체의 가장 가까운 위치에서 사용자와 소통할 수 있는 전자기기로써, 향후 스마트폰을 대체할 것으로 예상되는 차세대 모바일 전자기기를 의미한다. 하지만 해당 기기의 핵심 에너지원으로 예상되는 리튬이차전지의 경우, 소형화, 경량화를 위해 정형화 된 틀 (원통형, 각형, 파우치형) 안에서 높은 에너지 밀도를 달성하기 위한 방향으로 연구가 진행되었지만 기기의 유연성이 요구되는 웨어러블 디바이스에서는 기존의 딱딱한 구조의 이차전지로는 유연한 디바이스 개발에 한계가 있다. 때문에 본 연구에선, 기존 이차전지의 핵심 재료들을 (집전체, 바인더, 분리막) 대체할 수 있는, 새로운 재료들을 발굴하였으며, 이를 통해 가혹한 기계적 거동에서도 안정적으로 구동 가능한 웨어러블 이차전지를 개발하였다.
