배터리를 옷처럼 입다

스마트 워치, 스마트 밴드, 스마트 안경은 불과 얼마 전까지만 해도 공상과학(SF) 영화에서나 나올 법한 기기였습니다. 하지만 최근 이러한 웨어러블 기기는 우리의 일상을 파고들기 시작했고, 배터리 업체들도 그에 맞는 제품 개발에 몰두하고 있습니다. 웨어러블 기기는 말 그대로 우리 몸에 착용하는 기기를 말합니다. 그래서 웨어러블 기기용 배터리 개발에서 가장 중점을 두는 부분은 바로 “SF”입니다. 작고(small), 디자인이 자유로우며(smart design), 자유자재로 구부리거나 휠 수 있고(flexible), 감각적인 외형에 기여해야 한다는(fashionable) 의미입니다.

삼성SDI도 웨어러블 기기용 배터리 개발에 주력하고 있습니다. 2014년에는 최대 용량의 커브드 배터리(Curved Battery)를 선보였습니다. 삼성SDI의 커브드 배터리는 평면 구현만이 가능했던 기존의 배터리와 달리 곡면 구현이 가능하면서도, 최초로 초소형 배터리에 적층 기술을 적용해 에너지 밀도를 극대화했습니다. 웨어러블 기기의 급성장이 예상되었던 당시 배터리의 혁신을 이끄는 촉진제로 인정을 받았으며, 2017년 출시된 삼성 기어핏(Gear Fit)에 적용되었습니다.

[삼성SDI의 웨어러블 기기용 배터리]

또한 2015년에는 섬유처럼 자유자재로 휠 수 있는 유연성과 고집적 에너지 밀도를 자랑하는 스트라이프 배터리(Stripe Battery)와 밴드 배터리(Band Battery)를 동시에 공개했습니다. 스트라이프 배터리는 목걸이, 헤어밴드, 티셔츠 장식 등의 다양한 형태로 적용할 수 있어 활용성이 뛰어났습니다. 또한 배터리의 내·외장재 설계부터 첨단 소재 기술을 적용해, 0.3mm의 초슬림 두께에도 실링 폭을 최소화함으로써 기존 배터리보다 더 높은 에너지 밀도와 효율을 구현했습니다. 밴드 배터리는 손목 둘레 수준의 곡률 범위 내에서 약 5만 번 이상 굽혔을 때도 정상 작동이 가능하다는 평가를 받았습니다.

[삼성SDI의 스트라이프형, 밴드형 배터리]

코인이 아니라 코인셀이 대세다

작은 웨어러블 기기에 들어가는 배터리는 착용하고 있는 동안 오랜 시간 작동 되어야 하므로, 작은 크기에 적지 않은 용량을 담아야 합니다. 이를 구현한 배터리가 바로 동전 모양의 코인셀(버튼셀)입니다. 대표적인 코인셀의 크기는 지름 12mm, 높이 5.4mm로 원통형 배터리(지름 18mm, 높이 65mm) 부피의 1/20 정도입니다. 삼성SDI가 개발한 코인셀은 갤럭시 버즈 시리즈 등 다양한 무선이어폰에 탑재되고 있습니다.

[삼성SDI의 무선이어폰용 배터리]

[웨어러블 기기용 코인셀 시장 규모]

최신 스마트폰을 보면, 이어폰 연결단자가 사라진 모델이 많습니다. 이제는 유선보다 무선이어폰을 쓰는 사람들이 더 많아졌습니다. 스마트 워치와 피트니스 밴드 등 웨어러블 기기의 성장세도 매우 가파른 추세입니다. 시장조사기관 SNE 리서치에 따르면, 코인셀 시장은 2021년 3억 5,200만 셀 규모에서 2030년에는 9억 7,400만 셀까지 확대되며 연평균 12% 가량 성장할 것으로 전망됩니다. 웨어러블 기기와 코인셀은 앞으로도 함께 꾸준히 성장할 것입니다.