이차전지에 사용되는 분리막의 원료가 무엇인가요?

Question

작년초에 저희 회사에서 크게 이슈가 되었던것이 있는데...불소수지를 이용한 페인트 공급건입니다.

해당 불소도료를 공급할 수 없거나 양을 줄이거나 가격을 3배이상 올려야 한다는 조건이었습니다.

30%도 아니고 3배를 올린다는 얘기에 깜짝 놀라 그 이유를 물어보니...

그동안 2불화, 3불화 불소수지를 도료에 주로 사용하다가 최근 이차전지 분리막에 불소수지를 활용하게 되었다면서

공급이 딸리고..분리막용으로 공급하는 것이 이윤이 더 많기 때문에 페인트용으로 공급되어야 할 수지를 대부분

이차전지용 쪽으로 돌려서 공급이 크게 부족하게 되었다는 얘깁니다.

제가 알기로는 이차전지용 분리막은 통상 폴리에틸렌이나 프로필렌으로 만드는 것으로 알고 있는데..왜? 갑자기

불소수지로 만들게 되었는지...성능이나 기능면에서 차이가 많아서 그런건지 ..매우 궁금하구요

향후로도..불소수지를 이용한 분리막을 지속 사용하게 될지 궁금하네요.

이 분야에 종사하시는 전문가분의 고견을 듣고 싶습니다.

Answer 1

안녕하세요. 김학영 과학전문가입니다. 이차전지용 분리막은 폴리프로필렌(PP)과 폴리에틸렌(PE) 등의 폴리머로 만들어지며, 폴리머의 결정구조와 물성이 전지의 성능에 큰 영향을 미칩니다. 최근 몇년간 불소수지로 만들어진 이차전지용 분리막이 주목받고 있는데, 이는 불소수지가 폴리프로필렌과 폴리에틸렌과 같은 기존의 폴리머보다 우수한 물성을 가지기 때문입니다.

불소수지는 PP 및 PE보다 우수한 열 안정성, 낮은 권반율, 높은 전기저항, 우수한 전해질 투과성 등의 특성을 가지고 있습니다. 이러한 특성은 이차전지의 성능을 개선할 수 있습니다. 불소수지로 만든 분리막은 내열성이 우수하며, 더 많은 전해질을 통과할 수 있어서 전지의 충전 및 방전 효율을 높일 수 있습니다.

따라서, 불소수지는 현재 이차전지용 분리막으로 널리 사용되고 있으며, 향후에도 계속해서 사용될 것으로 예상됩니다.

Answer 2

안녕하세요. 김석진 과학전문가입니다.

불소수지는 고객의 요구에 따라 다양한 분야에서 사용되고 있습니다. 최근 이차전지 분야에서도 불소수지가 사용되고 있으며, 이는 불소수지가 전기화학적 안정성, 내열성, 내부식성, 세포 분리 및 전해질 투과성 등의 우수한 물성 때문입니다. 특히, 리튬 이온 전지에서는 전해질 투과성이 매우 중요한데, 이를 확보하기 위해 불소수지가 사용되고 있습니다.

그러나, 이를 위해 페인트 분야에서 불소수지가 대체적으로 사용되던 2불화, 3불화 불소수지 대신 이제 이차전지 분야로 대부분의 수지가 사용되는 것은 맞습니다. 이러한 변화로 인해 페인트 분야에서 불소수지의 공급이 부족해지는 상황이 발생하였습니다.

이에 따라 향후 불소수지가 계속해서 분리막 분야에서 사용될지는 불분명합니다. 현재 이차전지 분야에서는 불소수지가 폭넓게 사용되고 있지만, 고객 요구에 따라 다양한 분야에서 사용되고 있으며, 새로운 용도로의 활용 가능성도 높습니다. 불소수지와 같은 화학 물질은 고도로 숙련된 전문가들이 주도하는 연구 개발과 광범위한 응용 분야에서의 경험과 지식이 필요합니다.

Answer 3

안녕하세요. 김경욱 과학전문가입니다.

이차전지의 분리막은 보통 폴리프로필렌(PP)이나 폴리에틸렌(PE)과 같은 고분자 소재로 만들어집니다. 이러한 고분자 소재는 전해질을 통과할 수 있으면서도 전자는 통과하지 못하도록 되어있어서, 전지 내부에서 양극과 음극을 구분시켜주는 역할을 합니다. 이를 통해 전지 내부에서 전자가 직접적으로 충돌하지 않고, 전해질을 통해 전자가 흐르면서 전지의 전력 생산을 가능하게 합니다.

Answer 4

안녕하세요. 김경태 과학전문가입니다.

이차전지에 사용되는 분리막은 일반적으로 폴리머 소재입니다. 주로 폴리프로필렌(PP)이나 폴리에틸렌(PE) 등의 플라스틱 소재가 사용됩니다. 이러한 폴리머 소재는 전기를 전달하지 않으면서도 이온 전도체 기능을 가지고 있어서 전자와 양자를 분리하면서 충전과 방전 과정을 가능하게 합니다. 또한, 분리막은 전해질을 포함하고 있는 전극과 전극 사이에서 직접적인 접촉을 막아주는 역할을 하기도 합니다.

Answer 5

2차전지에 들어가는 4대 핵심소재는 양극재, 음극재, 분리막, 전해액입니다.

분리막은 양극과 음극이 직접적으로 접촉하지 않게 분리하는 절연막으로 화재, 폭박 등을 방지하고 이온을 원활하게 이동시켜주는 2차전지 안전성의 핵심소재입니다.

분리막은 기본적으로 아주 작은 기공이 있어, 그 사이로 리튬 이온이 통과해 양극과 음극으로 이동할 수 있습니다.

분리막은 절연성과 전기화학적 안정성, 기계적 강도가 뛰어나야하고, 표면의 기공이 많아야 하며 그 크기가 균일해야 합니다.

두께가 얇을수록 더 많은 양의 양극과 음극 활물질을 넣어 배터리의 에너지 밀도를 높일 수 있습니다.

분리막에는 주로 폴리에틸렌, 폴리올레핀, 폴리프로필렌 등과 같이 절연특성이 좋은 고분자 소재가 사용됩니다.

Answer 6

안녕하세요. 과학전문가입니다.

이차전지에 사용되는 분리막의 원료는 다양합니다. 일반적으로 사용되는 분리막의 종류에는 니켈-카드뮴, 니켈-수소, 리튬-이온, 리튬-폴리머 등이 있습니다. 이 중에서 리튬-이온 전지의 경우, 일반적으로 폴리프로필렌(PP)이나 폴리에틸렌(PE) 등의 플라스틱 스케일로 제작된 분리막이 사용된다고 합니다