NSSM, 초박형 개발로 안정성과 소형화 실현 … 장력‧탄성 뛰어나
화학뉴스 2014.04.22
Nippon Steel & Sumikin Materials가 스테인리스 박 응용과 판매확대를 가속화하고 있다.NSSM은 2013년 리튬이온 2차전지(LiB: Lithium-ion Battery) 등의 외장재용으로 사용되는 수지필름 라미네이트(Laminate) 스테인리스 박 브랜드 Laminelight를 상품화했다. 두께 15마이크로미터의 스테인리스 박을 기본소재로 총 두께 41마이크로미터의 초박형을 추가해 수요기업들이 요구하는 LiB의 안정성 향상과 소형화를 이루어냈고, 집전체용으로도 기존의 금속박을 대신 스테인리스 박을 사용해 차세대 부극재료에 대응한 소재로서 판매활동을 강화할 방침이다. LiB 외장재는 가격 경쟁력이 뛰어난 수지필름 라미네이트 알루미늄박을 사용하는 것이 일반적으로, NSSM은 알루미늄 박 수요를 월 평균 400평방미터로 파악하고 있다. 그러나 알루미늄 박 외장재는 최근 경량화 추세에 따라가지 못하는 것이 단점으로 제기되고 있다. 알루미늄박은 핀홀에 의해 수분 차단성이 떨어지기 때문에 최소 90마이크로미터의 두께를 확보해야하기 때문이다. LiB 셀이 얇아지면서 고용량화, 안전성 향상, 수명연장에 대한 요구가 제기됐으며, 현재 외장재로는 기술수준 향상이 어려운 것으로 알려지고 있다. 이에 따라 NSSM은 알루미늄박에 비해 장력이 약 4배, 탄성이 3배 이상 뛰어난 스테인리스 박에 주목하고 개발을 시작했다. 플래스틱 필름 라미네이트 스테인리스 박을 개발하고 Laminelight를 출시해 2013년부터 본격적으로 판매에 나섰다. Laminelight는 스텐레스박을 기본소재로 외장에는 PET(Polyethylene Terephthalate) 및 나일론(Nylon), 전해용면에는 PP(Polypropylene) 막을 씌우는 구조이다. 스테인리스 박은 압연하더라도 핀홀이 덜 생기기 때문에 더 얇게 만드는 것이 가능하고 전지 내부 및 외부압력에 의한 변형도 적은 것으로 알려지고 있다. 0.3kg/cm 전지의 내부압력을 상승시켜 변형 시뮬레이션을 실시한 결과 알루미늄박은 7.5mm 팽창했으나 Laminelight는 2.6mm에 그친 것으로 나타났다. 또 용접이 가능해 수분 투과양이 대폭 줄이는데 성공했다. NSSM은 두께 41-212마이크로미터의 Laminelight 제품을 구성하고, 일반용도에 주력해 2014년 하반기에는 월 50만평방미터 판매계획을 세우고 있다. 수분 차단성은 특히 자동차용도에서 주목하고 있는 부분으로 자동차 및 정치용 등 대형 LiB에도 채용이 가능할 것으로 판단하고 있다. NSSM은 집전체에도 스테인리스 박을 차세대 부극소재에 집중 적용해 판매를 강화한다. LiB 생산기업은 고에너지, 고밀도화에 대응하기 위해 카본계 활물질 대신 실리콘계 리튬(Lithium) 합금을 부극재에 적용하는 방안을 검토하고 있다. 그러나 차세대 부극소재용 활물질은 충전‧방전에 따른 부피변화가 카본계에 비해 최대 4배로 전지내부에서 큰 변형이 생김에 따라 기존 동박, 알루미늄박 기본재료에 비해 더 강도높은 소재가 요구되고 있다. NSSM이 판매하는 집전체용 스테인리스 박은 두께 8마이크로미터로 차세대용 활물질에 대응이 가능하다. 정극재로 인산철리튬(LiFePO4), 부극재로 리튬합금계를 투입해 제작한 LiB의 충전‧방전시험 결과 활물질층의 분리 등에 의해 발생하는 깊은 주름이 발견되지 않았고, 용량 저하도 억제한 것으로 나타났다. 본격적인 양산‧판매는 1-2년 후로 계획하고 있으며 전자기계 생산기업을 중심으로 높은 평가를 얻고 있는 것으로 알려졌다. <화학저널 2014/04/22> |
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