테이진프론티어(Teijin Frontier)가 부직포 기술을 활용해 배터리 소재를 개발하고 있다.
테이진프론티어는 최근 초극세 폴리에스터(Polyester)로 생산한 습식 부직포를 원료로 전해질 유지시트를 개발하는데 성공했다.
섬유경 3마이크로미터의 극세섬유를 사용해 개발한 것으로, 공극률이 75%에 달하지만 강도까지 확보했으며 1평방미터당 무게가 3.3g에 두께는 9.6마이크로미터로 알려졌다.
전고체전지의 고체 전해질을 시트 형태로 바꿀 때 사용하는 기초소재로 투입하는 것을 목표로 하고 있다.
시트 박막화 뿐만 아니라 롤투롤(Roll to Roll) 공정의 핸들링성 향상에 도움이 된다는 점을 살려 수요기업 평가를 진행하고 있으며 2020년대 후반부터 일정 수준을 공급 가능할 것으로 판단하고 있다.
폴리에스터 100%로 제조한 LiB(리튬이온전지)용 습식 부직포 분리막도 뛰어난 내열성을 활용해 ESS(에너지저장장치)와 전기자동차(EV) 배터리용으로 채용실적을 올릴 계획이다.
초극세 폴리에스터 섬유로 제조한 것으로, 융점이 섭씨 260도로 높으며 부직포 특유의 구조로 액체를 흡수하거나 유지하는 성능까지 갖추었고 덴드라이트(수지상) 침전을 막는데 효과를 나타내고 있다.
다만, 부직포 분리막은 기존 올레핀(Olefin) 분리막보다 얇게 제조하기 어렵다는 과제가 남아 있다.
올레핀 분리막은 기본 두께가 5-8마이크로미터이고 무기코팅 후에도 10마이크로미터 수준이지만 부직포 분리막은 무도장제품도 13-15마이크로미터에 달하기 때문이다.
앞으로 부직포 두께를 더 얇게 만들 예정이지만 강도나 안전성이 저해될 우려도 있어 배터리 셀 생산기업의 설계 방침에 맞추어 대응하는 것을 우선시하고 있다.
만약 상용화할 수 있다면 LiB의 출력을 향상시킬 수 있는 소재로 투입해 ESS, 전동공구, 전기 오토바이, 전동 포크리프트 등 소형 모빌리티 분야에서도 채용실적을 거둘 것으로 기대하고 있다.
소형 모빌리티 분야를 공략한 후 채용실적을 어느 정도 축적하면 전기자동차용으로도 제안할 계획이다. (K)