1. 마이크로 배터리 소자 기술

- 마이크로 배터리 소자는 전고체 전지의 한 부류로서 전극과 전해질 등 전지구성요소가 고체상이며, 기판을 제외한 전체 두께가 수 마이크로~수십 마이크로미터 수준의 전고체 전지를 의미함 (아래 그림). 진공 박막 증착 기술에 기반을 둔 차세대 전지로, 주로 스퍼터링 (sputtering) 등의 물리 증착방식, 또는 화학 기상증착 (chemical vapor deposition)을 이용하여 제작됨. 전지의 크기와 형태의 제약이 없으며 유연한 기판에 제작이 가능하여 다양한 형태의 웨어러블소자, RFID, 스마트카드, 박막 센서 등에 응용될 수 있음.

- 마이크로 배터리 소자는 액체가 아닌 고체 전해질을 사용하기 때문에, 자가방전 및 과열의 위험이 거의 없으며, 소비전력이 매우 낮고, 수천 회 이상 충방전이 가능하며 초박막/초경량 특징으로 인해 다양한 소형 디지털 기기와의 결합이 용이함.

- 특히, 마이크로 배터리 소자의 경우, 후막 전고체 전지에 비해 안전성 측면에서 더 이점이 있음. 주로 고체 세라믹 전해질을 사용하기 때문에 양극소재와의 반응성이 거의 없으며, 충방전시 기체발생량도 적어 폭발의 위험성이 낮음. 리튬금속을 수 마이크로미터 두께로 진공증착 시켜 전지의 음극으로 구성하는 경우에도 리튬의 양이 절대적으로 적기 때문에 대기중에 노출되어도 다른 상으로 변화될 뿐 폭발 위험은 거의 없다고 할 수 있음.

- 그러나, 10마이크로미터 이하의 얇은 두께로 인해 실질적으로 구현 가능한 방전 용량은 기존의 벌크 리튬이차전지에 비해 매우 낮은 수준이므로, 이를 개선하는 것이 중요한 이슈임.

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