화학뉴스

다이킨(Daikin)이 배터리용 불소 소재 제안을 강화하고 있다.
LiB(리튬이온전지) 양극재 용도에서는 앞으로 2년 안에 단층 CNT(Carbon Nano Tube)를 함유한 새로운 바인더를 도전성을 향상시킬 수 있는 솔루션으로 투입하고 LiB 고용량화에 대응할 예정이다.
산화물계 전고체전지용으로도 단층 CNT 함유 바인더를 개발하고 있으며 개스킷용 불소수지도 갖추는 등 불소 기술을 총동원함으로써 배터리 고성능화에 적극 기여할 방침이다.
LiB 시장은 차세대 전동차(xEV)가 성장을 견인하며 가파르게 확대될 것으로 전망되고 있다.
후지경제(Fuji Keizai)에 따르면, 2024년 xEV용 LiB 시장은 67조4000억원으로 2019년과 비교해 2.6배 증가할 것으로 예상되고 있다.
이밖에 소형 전자기기나 전력저장용 역시 꾸준히 성장할 것으로 기대됨에 따라 다이킨은 LiB를 주력 성장동력으로 설정하고 배터리 개발에 매진하며 솔루션을 제안하는데 주력하고 있다.
다이킨이 제안하고 있는 솔루션 중에서는 양극재용 바인더가 배터리 고성능화에 가장 직결된 것으로 파악되고 있다.
LiB 양극재는 일반적으로 활물질, 도전조제, 활착 역할을 담당하는 바인더 등을 혼연한 슬러리를 알루미늄 박에 도공해 제조하고 있다.
양극재는 현재 고밀도화와 후막 도포, NCM(니켈‧코발트‧망간) 3원계 활물질의 하이니켈화 등으로 고용량화를 실현한 상태이며 다이킨의 불소수지 바인더를 채용하면 유연성, 내겔화성 등이 더욱 우수해져 추가로 고밀도화하는 것이 가능할 것으로 판단되고 있다.
불소수지 바인더가 하이니켈 활물질을 사용한 슬러리의 유동성 저하를 억제함으로써 슬러리 안정화에도 기여하는 것으로 파악되고 있다.
다만, 고용량화를 극대화하기 위해서는 활물질 사용량을 늘려야 하기 때문에 배터리 생산기업들이 바인더와 도전조제를 줄이는데 주력하고 있다는 점은 우려 요소로 지적되고 있다.
다이킨은 배터리 생산기업들의 요구를 충족시키기 위해 1-2년 후 실용화를 목표로 단층 CNT를 사용한 불소수지 바인더를 개발하고 있다.
단층 CNT 불소수지 바인더는 소량만 첨가해도 활물질 고밀착이 가능해지며 CNT로 도전성이 향상돼 저저항화되기 때문에 배터리 고출력화도 기대할 수 있다.
황화물계 전고체전지용 바인더 개발도 추진하고 있다.
황화물계 전고체전지는 황화물 전해질과 NMP(N-Methyl-2-Pyrrolidone) 등 용매가 반응해 열화되는 문제가 있어 저극성 용매가 요구되고 있다.
다이킨이 개발하고 있는 바인더는 저극성 용매에 높은 용해성을 나타낼 수 있고 슬러리성이 향상되는 효과도 낼 것으로 기대되고 있다.
다이킨은 현재 단층 CNT 복합 불소수지 바인더와 전고체전지용 불소계 바인더 모두 수요기업에게 샘플로 출하하고 있다.
기존 LiB용 바인더와 개스킷용 불소수지 제안도 유지하고 있으나 배터리 트렌드에 맞추어 신소재를 개발함으로써 배터리산업의 성장에 힘을 보태는 것을 목표로 하고 있다. (K)