리튬이온전지의 분리막 기술

전문가 제언

○ LIB(리튬이온전지)의 분리막은 정극과 부극을 분리시켜 전기적 쇼트를 막는 동시에 미세 기공을 통하여 Li+ 이온을 통과시켜 전지의 회로를 완성시키는 역할을 한다. 분리막은 LIB의 다른 구성부품에 비해 상대적으로 비중이 낮아 보이지만, 실제로는 전지 가격의 상당 부분을 차지하는 중요한 요소이다. Co-기반 정극 LIB의 경우 고용량 셀과 고출력 셀의 제조원가의 6.9%와 23.3%를 각각 차지할 정도이다.

○ 분리막의 세계시장 규모는 2010년 기준으로 7억$/년이었고, 매년 20%의 성장이 예상되고 있다. 일본의 Asahi Kasei사를 필두로 미국, 한국의 업체들이 세계의 분리막 시장을 지배하고 있다. 한국의 SK이노베이션은 총 1,590억원을 투자하여 세계 1위의 분리막 생산량을 목표로 하고 있고, LG화학도 자체 생산한 분리막을 포함하는 LIB를 미국 GM과 포드에 공급하고 있다.

○ LIB 분리막은 ①이온전도도, ②정극/부극 및 전해액과의 화학적 상용성, ③내열성과 열 폐쇄 특성, ④기계적 강도, ⑤고전위에서의 전기화학적 안정성 등이다. 현재 LIB의 분리막은 주로 올레핀계 폴리머(PP, PE)를 주재료로 하여 건식 및 습식법으로 제조하지만, 차량용과 같이 대용량 전지에서는 과충전/과방전이 일어나기 쉽기 때문에 고온 안정성이 높은 세라믹보강 복합 분리막이 주목받고 있다.

○ LIB의 분리막은 국내에서는 LG화학이 이 분야의 선발주자로서 2005년에 ‘안정성 강화 분리막(SRS)을 특허로 등록하였으나 SK이노베이션이 ‘세라믹 코팅처리 분리막(CCS)‘라는 유사한 특성의 제품을 생산함으로써 두 회사는 현재 특허분쟁에 휩싸여 있다.

○ 전술한 바와 같이 LIB 분리막은 전지 제조원가의 상당 부분을 차지하기 때문에 향후 수요가 급증할 것으로 예상되는 차량용 LIB의 경쟁력에 큰 영향을 미칠 것이다. 현재의 분리막 가격은 USABC(미국 전지협회)의 목표치인 $1/m2의 거의 3배에 달하므로 국내 업체나 관련 연구기관도 분리막 제조원가의 절감에 주력을 기울여 연구개발에 매진하여야 할 것이다.

저자

Xiaosong Huang

자료유형

학술정보

원문언어

영어

기업산업분류

재료

연도

2011

권(호)

15

잡지명

Journal of Solid State Electrochemistry

과학기술
표준분류

재료

페이지

649~662

분석자

심*주

분석물

• 리튬이온전지의 분리막 기술.pdf [262,201 byte]

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