전기차 리튬이온 배터리 분리막

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이제까지 우리는 리튬이온 배터리의 구성요소에 대해서 공부했다. 마지막으로 분리막에 대해 알아보도록 하자

 

리튬이온 배터리의 원리, 구성요소와 장단점

 

분리막이란 무엇인가?

 분리막은 절연이 된 얇은 막으로 양극과 음극이 배터리 내부에서 접촉하지 않도록 분리한다. 그 이외의 역할 또한 존재하는데

 

 미세한 기공을 통하여 리튬이온이 양극과 음극에서 이동하는 통로의 역할을 한다. 또한 배터리의 온도가 일정이상 상승하면 분리막 내에 기공들이 막혀 리튬이온의 이동을 차단한다. 마지막으로 기계적 강도가 높아 부산물이나 이물질들의 흐름자체를 막아준다.

분리막의 역할은 무엇인가?

 

분리막은 배터리 안정성관 직관된 소재이기에 저것뿐만 아니라 다른 역할을 필요로 하는데 최우선적으로 절연성이 뛰어나야 할 뿐만 아니라 화학적으로 안정적이야 한다. 양극과 음극의 직접 접촉을 차단해야 하는데, 만일 리튬이온 배터리 내부에 다른 반응이 일어난다면 화재의 원인이 되거나 고장의 문제가 발생하기에 분리막을 선정하는 데 있어서 반드시 신경 써야 하는 중요한 지표이다.

 

하지만 그러면서도 리튬이온들이 원할이 움직이도록 구멍은 많아야 하며 다른 것들이 넘으면 안 되기에 크기 또한 균일해야 한다. 만일 불균일하다 가정한다면 그것이 한 부분으로만 만이 통과하여 그 또한 고장의 원인이 된다.

 

배터리의 온도가 과열된다면 자동으로 기공을 막아 안정성을 확보해야 하며 마지막으로 두께마저도 얇으면서 튼튼해야 배터리의 안정성을 확보할 수 있다.

 

분리막의 제작방식?

 분리막은 폴리올레핀, 폴리프로필렌 등의 소재를 사용한다. 고분자소재로 절연특성이 매우 뛰어나고, 미세한 기공을 가지도록 가공해야 하는데 이러한 가공방식 또한 2가지로 나누어진다.

 

 건식 제조방식은 기계적인 힘으로 원단을 당겨 기공을 만들고 습식방식은 첨가체를 추가에 만들어준다.

 

사실 습식방식이 훨씬 균일할 것이라는 것은 대다수가 예상 가능 할 것이지만 기계적 강도 또한 강하다.

 

또한 이러한 분리막에 코팅하거나 여러 방식 또한 연구되고 있고 삼성 SDI의 칼럼이나 LG의 칼럼만 보아도 잘 알 수 있고 지금또한도 기술력을 확보를 위해 계속해서 연구 중이니 미래의 방향성에 대해 관심을 가지고 지켜보도록 하자.