이차전지5-분리막

1.  분리막

1)   분리막이란 : 이차전지 내 두 전극을 격리시켜 물리적 접촉에 의한 전기적 단락을 차단하며, 미세기공 내 담지된(구멍사이에 물질이 들어가 자리를 잡은 상태) 전해액을 통해 이온이 두전극 사이로 이동할 수 있는 통로를 제공함으로써 이온전도성을 가지도록 하는 기능을 가진 필름 소재.

 

2)   제작방식에 따른 분류

-     건식법 : 연신개공법이라고 불리며, 압축필름을 저온에서 연신(가늘고 얇게 늘리는 제작방법) 하여 라멜라(층상구조) 결정 계면에 미세 균열을 발생시켜 다공화. 상대적으로 얇게 만드는 것이 어렵고, 종방향 인장강도는 우수하지만, 횡방향을 취약함. 찌름 강도도 상대적으로 습식법에 비해 불리함, 대신 내열 특성, 가격, 이온전도도가 습식법에 비해서 유리함. 폴리에틸렌과 폴리프로필렌 시트를 접합하고, 어닐링, 연신, 열처리를 진행.

 

-     습식법 : 상분리법 후 추출 기업으로 고분자와 가소제를 고온에서 혼합한 후 냉각시키면서 상분리 유도. 기소제를 제거하여 다공막을 얻을 수 있음. 상대적으로 얇은 막(6마이크로미터)을 형성하는 것이 유리하며, 인장강도도 종횡 모두 우수함. 찌름의 강도, 전지조립성이 좋음. 반면 내열특성, 가격, 이온전도도는 상대적으로 건식법에 비해 불리함. 고분자 소재인 폴리에틸렌(PE)와 상대적으로 저분자인 오일을 혼합하여 고온에서 압출하여 시트를 만들고, 이축연신을 통해 시트를 필름으로 제작, 오일을 추출하고 열처리 진행.

è 건식과 습식 중에 어느 것이 우위를 가지는 것이 아니라 요구되는 특성에 따라 다양하게 사용되나, 현재는 습식이 주로 많이 사용되고 있음.

 

 

 

 

3)   코팅방법

-     폴리에틸렌 소재는 130도가 넘어가면 용융되기 시작하여 150도가 넘어가면 내부단락을 일으킬 정도로 완전 용융됨. 전기차용 이차전지 분리막은 이러한 문제로 인해서 PP를 사용한 건식분리막이 사용되었으나 ,최근에는 PP의 경우에도 안전성이 부각되면서 분리막 표면에 세라믹입자와 고분자 바인더를 코팅한 제품이 개발됨.

-     LG화학이 개발한 세라믹 코팅 SRS(safety reinforced separator)이 표준화되었으나, 최근 LGES 화재 등으로 다른 기업들이 더 나은 기술 개발을 진행 중임.

 

 

 

 

 

è  분리막 코팅공정이 들어가면서 상대적으로 얇은 습식 분리막이 이차전지에 많이 사용되고 있으나, 최근 건식 분리막도 점차 확대되고 있는 추세.

 

https://youtu.be/gE6_syHaIv4