내용요약 작고, 디자인이 자유로우며, 자유자재로 구부리거나 휠 수 있는 특징
작은 크기에 적지 않은 용량 담은 배터리 코인셀 시장, 지속 성장 전망
삼성SDI의 배터리 / 삼성SDI
삼성SDI의 배터리 / 삼성SDI

배터리는 한 번 사용하고 버리는 1차전지와 충전을 통해 여러 번 사용이 가능한 2차전지로 구분된다. 가볍고 재충전이 가능한 리튬이온 배터리는 2차전지의 대명사로 우리 생활 곳곳에서 사용되고 있다. 1991년 노트북과 핸드폰 등에 리튬이온 배터리가 적용된 이후 리튬이온 배터리 수요는 폭발적으로 증가했다. 현재는 전기차 시장확대 란 시대적 흐름을 타고 수요가 늘어나고 있다. SNE리서치에 따르면, 2차전지 시장규모는 올해 160조원에서 2030년 531조원, 2035년엔 815조원으로 성장할 전망이다. 우리 삶 곳곳에 녹아든 2차전지를 비롯한 배터리는 현재 어떤 트렌드며 특징은 무엇일까. 한스경제가 삼성SDI와 함께 배터리의 역사부터 실제 적용 사례까지 담아 ‘배터리 이야기’를 연재한다. <편집자 주>

[한스경제=권선형 기자] “배터리를 옷처럼 입는다고?” 불과 얼마 전까지만 해도 스마트워치, 스마트밴드, 스마트안경은 공상과학(SF) 영화에서나 나올 법한 기기였다. 하지만 최근에는 이 웨어러블 기기들이 일상을 파고들기 시작해 인기몰이가 거세지는 분위기다. 덕분에 배터리 업체들도 웨어러블 기기 제품 개발에 한창이다.

웨어러블 기기는 말 그대로 우리 몸에 착용하는 기기를 말한다. 장착되는 배터리 역시 그에 걸맞은 소형 배터리다. 그래서 웨어러블 기기에 탑재되는 배터리 개발에서 가장 중점을 두는 것은 SF다. SF 영화의 SF가 아니라, 작고(small), 디자인이 자유로우며(smart design), 자유자재로 구부리거나 휠 수 있고(flexible), 착용 시 멋있어야(fashionable)한다는 의미다.

삼성SDI의 웨어러블 기기용 배터리 / 삼성SDI
삼성SDI의 웨어러블 기기용 배터리 / 삼성SDI

삼성SDI도 웨어러블 기기용 배터리 개발에 주력하고 있다. 대표적으로 2014년 삼성 SDI에서 최대 용량의 커브드 배터리(Curved Battery)를 선보인 바 있다. 삼성SDI의 커브드 배터리는 기존의 평면과 달리 곡면 구현이 가능하고 초소형 배터리에 적층 기술을 최초로 적용해 에너지밀도를 극대화했다.

이 커브드 배터리는 2017년 출시된 삼성 기어핏(Gear Fit)에 적용됐다. 웨어러블 기기의 급성장이 예상되는 시기였던 만큼 배터리의 혁신을 이끄는 촉진제로 인정을 받았다.

또한 2015년에는 섬유처럼 자유자재로 휠 수 있는 유연성과 고집적 에너지밀도를 자랑하는 스트라이프 배터리(Stripe Battery)와 밴드 배터리(Band Battery)를 공개했다. 스트라이프 배터리는 목걸이, 헤어밴드, 티셔츠 장식 등 다양한 형태로 적용할 수 있어 활용성이 뛰어나다.

배터리의 내·외장재 설계부터 첨단소재 기술을 적용했다. 두께 0.3mm 초슬림에도 실링 폭을 최소화함으로써 기존 배터리보다 에너지밀도와 효율이 높다. 밴드 배터리는 손목 둘레 수준의 곡률 범위 내에서 약 5만 번 이상 굽혔을 때도 정상작동이 가능하다는 판정을 받았다.

삼성SDI의 스트라이프형, 밴드형 배터리 / 삼성SDI
삼성SDI의 스트라이프형, 밴드형 배터리 / 삼성SDI

◆ 코인셀 시장, 연평균 12% 성장

과거에는 지하철이나 버스 등 사람들이 많은 곳에서는 이어폰선이 이동을 불편하게 했다. 이동하다가 가방에 걸리고 사람 팔에 걸리는 일도 많았다. 하지만 이런 불편함을 사라지게 한 것이 무선 이어폰이다. 이런 편리함 때문에 소비자들은 이제 무선 이어폰을 더 많이 착용하고 있다.  지하철이나 버스를 타면 대부분의 사람들이 무선 이어폰을 착용하고 있다. 

무선 이어폰에 들어가는 배터리는 작은 기기에서 오랜 시간 작동돼야 해 작은 크기에 적지 않은 용량을 담아야 한다. 이를 구현한 배터리가 바로 동전 모양의 ‘코인셀’이다. 때로는 버튼셀이라고 불리기도 한다. 삼성SDI가 개발한 코인셀은 갤럭시 버즈 시리즈 등 다양한 무선 이어폰에 탑재되고 있다.

삼성SDI의 무선이어폰용 배터리 / 삼성SDI
삼성SDI의 무선이어폰용 배터리 / 삼성SDI

대표적인 코인셀은 지름 12mm, 높이 5.4mm에 불과하다. 시장에서 통용되는 원통형배터리(지름 18mm, 높이 65mm) 부피의 20분의 1사이즈라는 것을 생각해 보면 얼마나 작은 배터리인지 알 수 있다.

시장조사기관 SNE리서치에 따르면, 코인셀 시장은 2021년 3억5,200만 셀 규모에서 2030년에는 9억7,400만 셀까지 확대될 전망이다. 연평균 12% 가량 성장할 것으로 보인다. 이에 앞으로도 웨어러블 기기의 성장과 함께 코인셀의 성장도 기대되는 상황이다.

권선형 기자

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