리튬이온 이차전지용 수성 바인더 재료의 최신 동향

전문가 제언

○ 세계적으로 배터리를 사용하는 전기자동차의 실용화 경쟁이 본격적으로 전개되고 있으며 리튬이온 이차전지의 용량 증대와 신뢰성/안전성 향상 및 저가격화를 위한 연구개발이 더욱 활발해지고 있다.

○ 최근에는 단순한 부재라고 생각되던 바인더가 이차전지의 성능에서 중요한 역할을 하고 있음이 밝혀지고 있다. 이 보고서는 1-methyl-2-pyrolidne(NMP) 등과 같이 환경에 영향을 미치는 용제 대신에 친환경적이며 저비용의 수성 바인더를 개발하여 실용화시킨 일본 ZEON이 수성 바인더의 특성과 새로운 기능을 소개하고 있다.

○ 특히 활물질, 전해액, 전극 등 리튬이온 이차전지에 대한 그간의 연구 개발과 성능 평가를 재검토하고 재정리해야 한다고 제안하고 있다. 또한 LCO(LiCoO2) 표면 등에의 수성 바인더 피막 형성이 특성 향상에 크게 기여하고 전해액 전위창의 적용범위가 확대됨을 보고하고 있다.

○ 리튬이온 이차전지는 2010년도 시장 규모가 14.7조원이고 2014년에는 58.3조원에 이를 것으로 전망되고 있으나 기술은 아직까지 개발 도중에 있다. 활물질, 전해질 등의 주요 부재뿐만 아니라 바인더와 제조공정에서도 개발 가능성이 크게 남아 있다.

○ 망간 스피넬을 양극 활물질로 사용하여 전기자동차용 리튬이온 이차전지의 양산체제를 구축하고 있는 LG화학과 NEC 등의 이차전지 제조업체들은 망간 용출에 의한 수명/성능 저하를 막기 위해 층상구조의 천이금속산화물을 첨가하고 있다. 이와 대조적으로 Samsung SDI는 특별히 개발된 바인더를 통하여 그러한 단점을 극복한 것으로 알려져 있다.

○ 리튬이온 이차전지 산업은 일본이 먼저 개척하였지만 우리가 기술 추적을 통해 추월한 분야이다. 후발주자로서 우리는 생산기술적인 면에서 우위를 차지하였으나 기초물성 부문에서는 아직까지 경험이 부족하다. 일본 산업계의 이러한 현황 자료는 우리에게 부족한 부분을 채워줄 수 있다는 점에서 중요하게 활용되어야 할 것이다.

저자

K. Tanaka

자료유형

학술정보

원문언어

일어

기업산업분류

에너지

연도

2011

권(호)

59(5)

잡지명

工業材料

과학기술
표준분류

에너지

페이지

39~45

분석자

조*

분석물

• 리튬이온 이차전지용 수성 바인더 재료의 최신 동향.pdf [242,833 byte]

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