화학저널

테이진프론티어(Teijin Frontier)가 LiB(리튬이온전지)용 부직포 베이스 분리막(Separator) 개발에 속도를 내고 있다.
분리막 기재에 100% 초미세 폴리에스터(Polyester)를 사용하는 것이 특징이며, 기존 분리막에 사용하고 있는 폴리올레핀(Polyolefin) 막에 비해 얇게 제조하는 것은 어려우나 내열성, 흡액성, 촌법안정성을 향상시킬 수 있을 것으로 기대하고 있다.
시험제작한 분리막이 고온환경 아래에서도 뛰어난 형태안정성을 유지할 수 있음을 확인한 상태이며 앞으로 부직포 섬유경을 4마이크로미터에서 2마이크로미터로 개량하는 등 최적의 사양을 모색해나갈 방침이다.
테이진프론티어는 부직포 적용범위를 확대하는데 주력하고 있으며 주로 LiB, 캐퍼시터 등에 투입되는 분리막용으로 개발하고 있다.
공경이 작은 폴리에스터 100% 습식 부직포를 기재로 사용했으며 무기미립자를 도공해 분리막을 제조하고 각종 물성실험을 진행한 것으로 알려졌다.
LiB용 분리막은 일반적으로 폴리올레핀 막을 사용하며 자동차용은 LiB 고용량화가 이루어지면서 활물질량이 늘어나고 있기 때문에 분리막은 얇게 만들려는 니즈가 확산되고 있다.
기존 분리막은 두께가 5-7마이크로미터 수준이 주류이며, 기술력이 뛰어난 생산기업들은 3마이크로미터까지 개발한 상태인 것으로 파악되고 있다.
반면, 테이진프론티어가 개발한 부직포 분리막은 기재만 두께가 16마이크로미터에 달하고 도공부분을 포함하면 총 두께가 20마이크로미터에 달해 단점이 되고 있다.
테이진프론티어는 부직포의 특성 상 두께를 획기적으로 줄이는 것이 불가능하다는 현실적인 판단 아래 폴리올레핀 분리막보다 내열성, 흡액성, 촌법안정성 등을 향상시킨 100% 폴리에스터로 승부할 예정이다.
현재까지 개발한 부직포 베이스 분리막은 내열성이 가장 뛰어난 것으로 평가되고 있다.
개발제품과 폴리올레핀 막에 무기물을 도공해 고온내열시험을 실시한 결과 폴리올레핀 막은 약 150℃에서 열 수축이 시작됐고 200℃ 정도에서는 마이너스 20% 정도 수축이 이루어졌지만 부직포 막은 250℃에서도 마이너스 5%만 수축된 것으로 확인됐다.
흡액성 테스트에서도 개발제품의 우위성을 증명한 것으로 알려졌다.
폭 30mm 샘플 하단을 전해액으로 적셔 4시간 놔두고 전해액을 흡수한 높이를 측정한 결과 폴리올레핀 막이 8mm, 개발제품은 37mm로 조사됐다.
전해액을 빠르게 흡수할 수 있는 특징은 전지 사용 시 전해액 편재화를 방지하는데 큰 도움이 될 것으로 기대되고 있다.
테이진프론티어는 압도적인 안전성을 요구하는 분야에 해당 분리막을 투입할 수 있을 것으로 기대하고 앞으로 섬유경을 작게 제조해 높은 공격률과 균일성을 모두 달성해나갈 방침이다.
전시회 등에서 개발제품을 소개하고 수요처에게 샘플을 제공하면서 LiB 실제 채용을 실현해나갈 계획인 것으로 알려졌다.