[전화성의 기술창업 Targeting]65.웨어러블 디바이스와 동반 성장하는 플렉시블 배터리 시장

2018년 4분기 세계 웨어러블 디바이스 시장이 연말 쇼핑 시즌 판매 호조 등 영향으로 분기별 최고치를 기록했다. 시장조사업체 IDC 발표에 따르면 2018년 4분기 세계 웨어러블 디바이스의 총 출하 대수는 전년 동기 대비 31.4% 늘어난 5930만대로 집계됐다. 이는 분기별 최고 기록이다. IDC는 연말 쇼핑 시즌과 주요 스마트폰 브랜드가 스마트폰과 웨어러블 기기를 함께 판매하는 전략을 취했기 때문이라고 밝혔다. 종류별로 보면 애플워치 등을 필두로 한 스마트워치가 2017년 4분기보다 55.2%나 늘어나 웨어러블 기기 전체에서 34.3%를 차지했으며, 손목에 감는 밴드 유형 기기의 점유율은 30%로 집계됐다. 눈에 띄는 부분은 에어팟 등 귀에 착용하는 웨어러블 기기 판매량이 전년 동기 대비 66.4% 급증하면서 전체 성장률을 끌어올렸고, 점유율은 21.9%였다는 것이다. 2018년 연간으로도 전년 대비 27.2% 증가한 1억7220만대를 기록했다. 이 기간 스마트워치 출하 대수는 전년 대비 54.3% 증가, 웨어러블 시장 전체에서 29.8%를 차지했다.

웨어러블 디바이스는 특성상 인체에 부착되기 때문에 일반 배터리가 적용되기는 어렵다. 유연하게 휘어질 수 있는 플렉시블 배터리가 웨어러블 디바이스에 적용되기 적합하다. 최근 대구경북과학기술원(DGIST) 연구팀이 전기 특성을 유지하는 고신축 섬유를 개발했다. 웨어러블 디바이스나 생체센서 등 다양한 분야에 응용이 가능할 것으로 기대된다. DGIST는 최창순 스마트섬유융합연구실 선임연구원팀이 최대 16배 늘어나면서 동시에 전기 특성을 유지하는 고탄성 다기능 섬유(슈퍼코일섬유)를 개발, 네이처 커뮤니케이션스에 연구 결과를 실었다. 연구팀은 DNA 구조에서 영감을 받아 이를 모방한 섬유를 만드는 방식으로 탄소나노튜브로 둘러싼 스판덱스 섬유를 꼬아서 슈퍼코일 구조를 구현했다. 길이 방향으로 최대 16배까지 늘어나지만 전기전도도 저하는 발생하지 않는다. 기존 스판덱스 섬유와 달리 섬유를 꼬아서 만들었기 때문에 전화기 선처럼 원래 길이보다 늘어나는 특성이 있다. 고신축성이 필요한 신호전송용 케이블뿐만 아니라 로봇팔과 로봇외골격, 고도의 유연성이 필요한 전자회로 등 다양한 산업 분야에 적용할 수 있다.

얼마 전 열린 모바일월드콩그레스(MWC)에서 주목받은 한국 스타트업 '리베스트'는 플렉시블 배터리를 연구개발(R&D)하는 스타트업이다. 리베스트는 KAIST 학내 벤처 출신으로, '애플워치용 무선충전 밴드'를 개발해 CES와 MWC에서 주목을 크게 끌었다. 리베스트 배터리는 최적화된, 가장 진보된 배터리로서 스마트워치 등 손목에 적용 가능한 플렉시블 배터리다. 리베스트에서 개발한 플렉시블 리튬이온 배터리는 전 구간이 유연하면서도 한순간 높은 에너지를 출력할 수 있으며, 두께가 3㎜ 안팎에 그칠 정도로 얇기 때문에 힘을 주는 대로 모양을 바꿀 수 있다. 또 배터리 셀을 쌓는 방식을 개선, 기존 배터리보다 용량도 약 10배 키웠다. 배터리 전체가 자유롭게 구부러지는 특성이 있어 인체의 굴곡 면을 따라 손쉽게 변형이 가능하다 보니 스마트워치와 넥밴드, 무선 헤드폰 등에도 사용할 수 있다. 기존의 얇은 카드형 플렉시블 배터리보다 용량도 크다. 기존의 딱딱하고 네모난 배터리를 사용한 웨어러블 기기가 디자인에 한계를 보였다면 리플렉스를 사용하면 기존 제품의 디자인 한계를 허묾과 동시에 에너지 밀도가 높기 때문에 카드형 플렉시블 배터리로는 부팅조차 불가능한 스마트워치를 작동시키기에 충분한 성능을 낼 수 있다.

애플워치는 세계 시장에서 추종 불허의 판매량을 보이고 있지만 한편에서는 낮은 배터리 용량에 대한 목소리도 많다. 기존의 애플워치는 착용을 풀고 자석형 무선충전기에 부착해야만 충전이 가능했기 때문에 기동성이 떨어지고, 충전하는 2~3시간 동안 이동이 불가능해 사용이 어렵다는 단점이 있었다. 이 점을 보완하기 위해 리베스트는 자사의 플랙시블 배터리를 스트랩에 내장, 애플워치를 손목에 착용한 상태에서 애플워치 사용과 함께 무선충전이 가능한 제품을 개발했다. 손목에 착용한 상태에서 충전하면서 동시에 일반 사용도 가능하도록 하는 기능을 제공하는 건 이 제품이 세계에서 유일하다. 이 무선충전밴드의 배터리 용량은 현 시대에서 가장 강력한 웨어러블 디바이스인 애플워치 배터리 용량의 약 3배이고, 기존의 모든 애플워치 시리즈와 호환된다.

전화성 씨엔티테크 대표이사 glory@cntt.co.kr