일본 Meltex가 LiB(리튬이온전지)용 전해동박의 인장강도를 개선하는 기술을 개발했다.
Meltex는 Astena Holdings의 화학제품사업을 맡아 인쇄회로기판(PCB) 및 반도체, 전자부품용 표면처리약품 및 관련기기를 공급하고 있으며 일본에서 2곳, 타이에서 3곳의 사업장을 가동하면서 한국, 일본, 타이완, 중국, 동남아시아 시장에서 90억엔대의 매출을 올리고 있다.
Meltex는 Astena Holdings 그룹의 2030년 사업규모 100% 성장이라는 중장기 비전을 달성하기 위해 전기·전자 실장 시장에서 니치·톱 생산기업을 목표로 기존 라인업의 공급 확대와 동시에 개발제품 및 밀리파 디바이스 대응 저전송손실 기판용 표면처리약품, 미세회로용 에칭약품, 파워반도체용 300밀리리터(12인치) 웨이퍼 대응 도금약품 등 신제품 공급을 통해 매출 확대를 추진하고 있다.
동박은 기계압연 공정으로 구리 잉곳을 박막화하는 압연동박과 전기 도금 원리를 응용해 구리를 석출하는 전해동박으로 구분된다.
압연동박은 고강도이면서 굴절성이 우수한 점이 특징이며 유연성과 강도가 동시에 요구되는 FPC(플렉서블 프린트 기판), LiB 전극용 소재로 사용한다. 반면, 전해동박은 얇으면서 미터폭으로 생산할 수 있어 PCB용 적층소재 등 대면적 용도에서 이용한다.
LiB는 전극 활물질 도막이 두꺼울수록 배터리 용량이 커지는 것으로 알려져 있다. 제조공정에서는 활물질을 집전체에 도포·건조한 다음 충진밀도를 향상시키기 위해 프레스하기 때문에 전극박에 강도가 요구된다. 또한 양극에 알루미늄(Aluminium)을, 음극에 구리를 사용하는데 모두 압연박을 채용하는 것이 일반적이다.
개발제품은 전해조의 전해액에 첨가해 동박 석출에 맞추어 물성을 변화시킬 수 있으며 Meltex가 시험제작한 동박은 3마이크로미터 두께로 8마이크로미터 박의 대푯값인 평방밀리미터당 항장력 720뉴턴을 확보하는데 성공했다.
테스트기로 검증한 결과 LiB 축전량이 증가하는 사실을 확인했으며 앞으로 수요기업과 차세대 LiB를 상정한 프로젝트를 입안해 실장 활동에 속도를 낼 방침이다.
압연동박의 볼륨존으로 평가되는 고성능 FPC용 도전소재 시장은 폴더블 스마트폰 및 서비스 로봇, 자동차용 센싱 디바이스 등 앞으로 수요가 증가할 것으로 예상된다.
전해동박은 인장강도를 강화하면 부서지기 쉬우지면서 저항이 증가하기 때문에 고성능 FPC용 도전소재로 적용하기 위해서는 많은 과제가 남아있지만 디바이스 슬림화에 기여하고 광폭 타입으로 생산이 가능해 큰 기대를 모으고 있다. (윤)