차세대 리튬 2차전지와 고분자 재료

전문가 제언

○ 2차전지로서 Ni-Cd이나, Ni-Mh전지 등이 많이 사용되어 왔으나, 에너지 밀도가 높고, 작동 전압이 높을 뿐 아니라 우수한 보존 및 수명 특성 등의 많은 장점을 가진 리튬 이온 2차전지가 휴대전화, 노트북 PC 등의 IT 기기의 전원 등으로서 약 1조 엔의 시장규모로 확대되고 있으며,. 또한 전기자동차나 전력 저장시스템 등으로 용도가 확대되고 있다.

○ 리튬이온 2차전지를 구성하는 재료는 정극과 부극 이외에 주요 재료로 전해액, 세퍼레이터, 바인더, 정, 부극 집전체 등이 있다. 본고는 리튬이온 2차전지에 사용되는 고분자재료의 현상과 금후의 가능성을 설명한 것이다.

○ 리튬이온 2차전지에 사용되는 전해액으로는 탄산에틸렌, 탄산프로필렌 등의 고리상 탄산에스테르와 탄산디메틸, 탄산디에틸 등의 사슬상 탄산에스테르의 혼합용매에 LiPF4, LiBF4 등의 전해질염을 용해한 것이 사용되고 있다. 현재는 액체상의 전해액이 주류이지만, 액상 용매를 사용하지 않고 고분자를 고체용매로 사용하여 전해질염을 용해시킨 전 고체형 고분자전해질을 사용하는 기술이 개발될 것으로 기대되고 있다.

○ 세퍼레이터에는 전기적 절연성과 이온전도성의 두 가지 성질이 요구되며, 0.01~0.1㎛의 미세공을 가진 고밀도 폴리에틸렌필름(막 두께 10~30㎛)이 주로 사용되고 폴리프로필렌도 일부 사용된다. 이 미세공에 전해액을 함침하면 이온전도성이 발현된다.

○ 분말상의 정, 부극 재료를 금속 집전체에 도포하여 전극을 제조하는 과정의 접착제로 사용되는 바인더는 폴리비닐리덴 플로라이드나 SB 라텍스 등의 고분자재료가 사용된다. 폴리비닐리덴 플로라이드는 독특한 고분자 용액 특성을 가지며, 건조공정에서 바인더 수지가 표층으로 이동하여 전지 특성을 손상하는 것을 방지해 준다.

○ 리튬이온 2차전지에는 고분자재료가 여러 곳에 사용되고 있으며, 고분자 고체 전해질 등 일부는 아직 완성된 기술은 아니나 중요한 역할을 할 것으로 예상되므로 계속적인 연구개발과 관심이 요망된다.

저자

Akira Yoshino

자료유형

학술정보

원문언어

일어

기업산업분류

화학·화공

연도

2010

권(호)

22(6)

잡지명

成型加工

과학기술
표준분류

화학·화공

페이지

274~278

분석자

이*옹

분석물

• 차세대 리튬 2차전지와 고분자 재료.pdf [380,225 byte]

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