국내 집전박(전지박) 생산기업들은 도레이(Toray) 진출을 예의주시해야 할 것으로 판단된다.
LiB(리튬이온전지)는 금속 집전박에 활물질을 활착시켜 전극을 제조한다. 양극은 니켈‧코발트‧망간 등 활물질과 전기저항을 줄이기 위한 도전조제, 접착제 역할을 하는 바인더 등을 NMP(N-Methyl Pyrollidone)와 같은 용제에 분산시켜 슬러리를 생성하고 알루미늄박에 도포함으로써 제조하며 국내에서는 롯데알미늄이 알루미늄박을 생산하고 있다.
반면, 카본계 활물질을 사용하는 음극은 동박을 사용하는 것이 일반적이며 국내에서는 SK넥실리스와 일진머티리얼즈(롯데에너지머티리얼즈)가 박막화 경쟁을 벌이고 있다.
하지만, 일본 도레이가 최근 자회사 Toray KP Film을 통해 PET(Polyethylene Terephthalate) 필름을 기재로 사용하고 금속박을 증착시킨 필름형 집전박을 개발했고 기존 금속박 대체를 선언함에 따라 배터리 생산기업들의 채용 흐름을 눈여겨봐야 할 것으로 판단되고 있다.
도레이 신제품은 기재용 PET 필름의 앞면과 뒷면에 금속층을 증착시킨 구조로 양극용으로는 알루미늄층, 음극용으로는 동층을 사용했으며 필름 기재 두께 4-6마이크로미터, 금속층(단면 기준) 1마이크로미터에 불과해 전체 두께가 6-8마이크로미터로 매우 얇은 것으로 알려졌다.
양극용 알루미늄박은 두께가 12-15마이크로미터, 음극용 동박은 약 10마이크로미터이나 도레이 개발제품을 사용하면 획기적으로 박형화가 가능할 것으로 기대된다.
LiB는 집전박 두께를 줄인 만큼 활물질을 늘려 고용량화를 도모할 수 있으며 도레이 신제품은 필름 형태여서 배터리 자체 무게까지 경량화하는 효과가 있을 것으로 예상된다.
안전성 또한 기존 금속박보다 우수한 것으로 알려졌다.
도레이가 자체적으로 못 침투 실험을 진행한 결과 일반 알루미늄박을 채용한 LiB는 저항이 급속도로 낮아졌고 큰 단락전류가 있었으나 필름형 집전박을 적용한 LiB는 저항을 유지했고 단락전류가 발생하지 않았다.
도레이는 필름형 집전박을 하이니켈계 고용량 LiB에 공급하는 것을 목표로 배터리 생산기업 및 자동차기업에 대한 제안을 준비하고 있다. 2025년경 채용이 이루어질 것으로 기대하고 있으며 특수 용도에서는 2025년보다 이른 시기에 채용될 수도 있을 것으로 판단하고 있다. (K)