화학뉴스

Asahi Kasei(AK)가 차세대 전기자동차(EV)에 투입되는 LiB(Lithium-ion Battery)용 분리막 연구개발을 가속화하고 있다.
LiB는 양극재 변경으로 고용량화가 진행됨에 따라 안전성 개선이 주요 과제로 부상하고 있다.
이에 따라 Asahi Kasei는 안전성을 담보하기 위해 천공강도 강화, 음극에서 발생하는 나뭇가지 모양의 결정인 덴드라이트(Dendrite) 방지, 막 두께 최적화 등을 추진함으로써 분리막을 개선할 방침이다.
분리막 시장점유율 1위인 Asahi Kasei는 습식인 「Hipore」, 「Celgard」를 공급하고 있는 가운데 수요 신장에 대응해 생산능력을 11억㎡까지 확대하기로 결정했으며 수요에 따라 추가 증설하는 방안을 검토할 방침이다.
특히, EV를 비롯한 자동차용 LiB 분리막 사업 확대에 힘을 기울이고 있다.
최근에는 자동차기업들이 2020년을 목표로 1회 충전만으로 400km를 안정 주행할 수 있는 EV를 개발하고 있어 신규 양극재가 주목받고 있다.
양극재는 주로 니켈, 망간, 코발트로 구성된 삼원계가 사용되고 있으며 니켈 6, 망간 2, 코발트 2의 비율로 투입하는 것으로 알려지고 있다.
앞으로는 고용량화가 이루어지면서 니켈 비율이 8로 높아지고 음극재는 카본(Carbon) 속 실리콘(Silicone) 함유량이 증가할 것으로 예상되고 있다.
그러나 LiB는 일반적으로 용량이 늘어나면 안전성이 떨어지는 문제점이 있다.
이에 따라 Asahi Kasei는 분리막으로 고용량화에 따른 발화 리스크를 방지하기 위한 연구개발을 진행하고 있다.
구체적으로는 LiB에 이물질이 박혔을 때 단락을 방지해 발화하지 않는 분리막을 개발하고 있다.
덴드라이트 방지 대책도 분리막을 이용해 실현할 방침이다.
LiB는 충‧방전 시 음극 표면에 나뭇가지 모양의 리튬 결정인 덴트라이트가 발생하며 덴트라이트가 분리막을 손상시킴으로써 양극과 단락을 일으켜 발화하는 사례가 잇따르고 있다.
또 분리막을 박막화하면 전극활물질이 증가해 고용량화로 이어지나 얇을수록 안전성이 떨어지기 때문에 코팅을 포함한 막 두께를 최적화하는 연구개발도 진행할 계획이다.