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알칼리 이온 전도성 복합재료 멤브레인 및 전자적 응용

전문가 제언: ○ 최근 자동차, 노트북 PC, 휴대전화 등의 급속한 시장 확대에 따라 이들에 사용되는 2차전지로서 리튬이온전지가 주목을 받고 있다. 리튬이온전지는 경량이면서 높은 에너지밀도를 얻을 수 있을 뿐만 아니라 동작전압이 높고 메모리효과가 없으며, 충？방전 사이클 수명이 긴 등의 우수한 특징을 가지고 있어 전원으로서의 중요성이 높다.

○ 일반적으로 리튬이온전지는 양극과 음극, 세퍼레이터와 전해액으로 구성된다. 전해질은 비수계의 액상 또는 고상 물질로 구성된다. 액상 전해질이 사용되는 경우에는 일정한 형상을 갖지 않기 때문에 전지구조에 제약이 많고, 전지의 소형화에 장해가 된다. 고체상 전해질은 소정의 형상으로 성형할 수 있으며, 전지 구조에 있어서 높은 자유도를 갖게 할 수 있다. 이온전도율을 향상시키기 위한 수단으로는 고분자에 전해액을 흡수시키는 방법이 알려져 있다.

○ 전해액을 사용하는 리튬이온 2차전지의 경우에는 양극과 음극 사이에 세러페이터가 있다. 세퍼레이터는 전지 중에서 양극과 음극을 전기적으로 격리하고, 전해액을 보지하여 양극과 음극 사이의 이온전도를 확보하는 부재이다. 따라서 세퍼레이터에도 전해액을 유지할 때 이온전도율이 양호한 것이 요구되고 있다.

○ 이 발명은 폴리머의 연속 매트릭스와 알칼리 이온 전도성 재료의 입자로 된 멤브레인에 관한 것으로, 이를 이용한 알칼리 이온 전도성 세퍼레이터 어셈블리의 제작방법과 전기화학 전지에 관한 것이다.

○ 국내현황을 보면 LG화학, SK, 한화석유화학, 삼성SDI 등이 리튬이차전지 세퍼레이터를 국산화하고 있으며, 한국생산기술연구원에서는 고이온 전도성 및 내열성이 향상된 세퍼레이터 및 이를 구비한 전기화학소자에 대한 특허를 가지고 있다. 삼성SDI와 포드가 차세대 리튬이온 배터리를 공동개발하고 있으나 일본이 앞서나가고 있으며, 세계시장을 주도하고 있다. 우리나라 관련기업의 세퍼레이터의 핵심소재의 개발 및 장수명화 등 고기능화를 위한 기술개발이 필요하다.

저자: BASF SE
자료유형: 니즈특허정보