UNIST와 공동으로 특수 고분자 제조 … 주행거리‧충전속도 대폭 개선
화학뉴스 2014.07.24
국내 연구진이 휴대전화 및 전기자동차에 탑재되는 리튬이온 2차전지(LiB: Lithium-ion Battery)의 성능과 안전성을 획기적으로 향상시킬 수 있는 분리막 소재 원천 기술을 개발했다.
미래창조과학부는 울산과학기술대학교(UNIST) 이상영 교수 연구팀과 LG화학 배터리연구소 김종훈 박사 연구팀이 공동 연구로 분리막 소재 원천기술 개발에 성공했다고 7월24일 발표했다. LiB 분리막은 양극과 음극이 물리적으로 서로 닿지 못하도록 격리하는 동시에 리튬이온이 양극을 원활하게 오가도록 돕는 역할을 담당하며, 출력과 충·방전 성능을 좌우한다. 지금까지 분리막 소재로는 PE(Polyethylene) 또는 PP(Polypropylene)이 주로 사용됐지만 기공이 불균일해 전기자동차용에 적합한 고출력·고속 충전 등의 특성을 확보하지 못했다. 또 LiB 온도가 상승하면 분리막의 열 수축으로 양극과 음극이 맞닿아 폭발할 우려가 상존했다. 연구팀은 100나노미터 크기의 실리카 나노입자를 아크릴(Acryl) 고분자와 혼합해 특수 고분자를 제조하고 실리카 나노입자만 제거하는 공정으로 기공구조가 균일한 새로운 개념의 분리막을 개발했다. 150℃ 이상의 고온에서도 열 수축이 일어나지 않아 폭발 및 화재 위험을 크게 줄였고 출력도 3배 이상 향상시킨 것으로 알려졌다. 뿐만 아니라 충전 속도는 2배, 수명은 3배 가량 개선됐다. 연구팀 이상영 교수는 “개발한 분리막을 적용한 LiB를 전기자동차에 장착하면 주행거리, 충전 속도, 안전성 등이 획기적으로 향상될 것”이라고 강조했다. 박재문 미래창조과학부 연구개발정책실장은 “소형 LiB 뿐만 아니라 전기자동차, 스마트그리드용 중대형 전지의 성능을 한단계 업그레이드할 수 있는 신개념 분리막의 기술적 토대를 마련했다”고 말했다. <화학저널 2014/07/24> |
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