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리튬이온 전지 세퍼레이터 기술

전문가 제언: ○ 리튬 2차전지는 충방전이 가능하고, 동작시간을 연장시키거나 제품을 경량화할 수 있고, 고전압, 고전지용량이 가능하여 휴대전화, 휴대용 PC 등 소형 전자기기의 용도로 사용되고 있는 한편 전기자동차 또는 소형 자동2륜차 등에의 응용도 도모하고 있다.

○ 자동차 용도로 사용되는 리튬 2차전지는 대형이고 고에너지용량이기 때문에 보다 높은 안전성이 요구된다. 이 때문에 전지의 이상발열에 기인하는 고온시에도 안전성을 유지하면서 장수명 및 고전압특성이 우수한 세퍼레이터가 요구되고 있다.

○ 종래 주로 사용되어온 PE계 세퍼레이터는 융점이 PP계보다 낮아 셧다운 효과에 의해 안전성을 확보하는 것은 가능하지만 내구성이 약하고 PP계보다 낮은 전압에서 산화되기 때문에 수명이 짧고 고전압에 불리한 단점이 있다. PP계 세퍼레이터는 융점과 산화전압이 PE계보다 높아 내열성이 강하고 수명이 길며 고전압에 유리한 특성이 있지만 한 방향으로 연신되는 특징을 갖기 때문에 균열이 발생하기 쉬워 안전성이 낮아지는 문제가 있다.

○ 이 논문은 리튬이온 2차전지의 역사와 시장 환경, 리튬이온 2차전지용 세퍼레이터의 기능, 세퍼레이터의 종류, 폴리머 미다공막, 세라믹스 복합막, 폴리머 부직포 및 고체 전해질, 전지특성에의 영향과 기술과제를 다루고, 일본의 Mitsubishi 수지가 개발한 새로운 세퍼레이터 「세파렌트」의 개발경위와 목표, 특징에 대하여 해설하고, 앞으로 세퍼레이터에 대한 고기능화 요구와 전망에 대하여 기술하고 있다.

○ 리튬이온 2차전지는 일본이 개발하여 가장 앞장서고 있으며 최근에는 가격은 반, 수명은 2배의 전지가 개발되고 있으며, 미국에서도 400Wh/kg의 에너지밀도를 실현하고 있다. 국내에서는 LG화학, SK, 한화석유화학 화인폴, 삼성SDI 등이 리튬이차전지 세퍼레이터를 개발 국산화하고 있으나 일본기업이 자회사를 국내에 설립하려는 움직임도 있어 세퍼레이터의 핵심소재의 개발 및 고기능화를 위한 기술개발에 박차를 가해야 할 것이다.

저자: Sasaki Hideki
자료유형: 학술정보