안전성 강화 분리막

안전성 강화 분리막(SRS; Safety Reinforced Separator)는 LG화학이 2004년에 독자 기술로 만든 고열에도 끄떡없는 분리막이다. 영어로 SRS(에스알에스)라고 한다. 종이처럼 생긴 이 분리막은 배터리 내부의 양극과 음극을 나눠주는 역할을 하며 '세라믹 소재'로 얇게 코팅해 안정성과 성능을 높였다. SRS는 200도의 열을 버틸 수 있다. 일반적으로 많이 쓰이는 '폴리올레핀' 소재로 만든 폴리올레핀 계열 분리막이 녹는 임계 온도는 135도 정도이다.

LG화학은 분리막을 만들지 않는다. 대신 코팅이 되어 있지 않은 베어(Bare) 필름을 구입해 고유 기술을 더한다. 안전성 강화 분리막(SRS)으로 만든다. LG화학은 2007년 국내 특허 등록을 시작으로 2010년 미국, 2012년 중국에 이어 2014년 유럽과 일본에도 특허 등록을 완료 세계 주요 2차전지 시장으로 인정받게 됐다. LG화학은 독자 개발한 SRS®(안전성강화분리막) 관련 특허 기술을 2014년 일본의 전지재료 생산 업체인 우베막셀(Ube Maxell)과 2015년 중국 최대 리튬이온 2차전지 분리막 제조기업인 시니어(Senior Technology)사에 수출한 바 있다.

상세

LG화학의 SRS 기술

SRS는 분리막의 표면을 '세라믹 소재'로 얇게 코팅하는 기술로 한국을 비롯해 미국, 중국, 유럽, 일본 등에서 800여 개의 특허를 보유 중이다.

LG화학은 분리막 표면에 세라믹 입자와 고분자 바인더를 코팅하는 Dip 코팅 방식을 적용한 분리막을 리튬이온 2차전지 배터리에 적용했다. LG화학의 SRS 기술의 경우 나노 세라믹 코팅을 적용해 배터리의 내구성과 내열성을 강화하고 이온이 잘 통하는 다공성 폴리올레핀PO 소재로 배터리 내부의 전기적 단락을 감소시켜 준다. 전기차 1회 충전시 주행거리를 늘리려면 배터리 에너지 밀도가 높아져야 한다. 양극재의 니켈 함량을 높이면서 분리막 두께를 줄여야 한다. 이때 분리막이 지나치게 얇아지면 양극과 음극이 맞닿아 폭발할 수 있다. 안정성 확보를 위해 분리막에 세라믹, 아라미드 등의 물질을 따로 코팅하는 이유다.

LG화학 SRS는 3개 층으로 이루어져 있다. 일반 세라믹 코팅은 2개 층으로 구성된다. 층이 많을수록 배터리 안정성이 높아진다. 높은 온도에서도 버틸 수 있는 고내열성 첨가제나 무기물을 넣는 고분자 블렌딩이 필수다. 다만 가격은 그만큼 비싸진다.

이 기술은 LG화학이 GM∙포드∙르노∙현대기아차∙볼보 등 세계 유수의 완성차 업체와 ABB, SCE, SMA 등 세계 최고 수준의 전력 관련 회사들의 배터리 공급업체로 선정되는데 결정적인 역할을 했다.

분리막 특허소송 종결 합의

안정성 강화 분리막 구조

 

LG화학의 SRS(Safety Reinforced Separator) 관련 기술은 2007년 한국에 이어 2010년 미국, 2012년 중국에서 특허를 등록했다. 2011년 12월, LG화학이 SK이노베이션을 상대 특허침해 소송을 제기, 3여년 간 '분리막 제조기술' 관련 특허 소송으로 치열한 공방을 벌여오던 LG화학과 SK이노베이션이 화해했다. 양사는 "각 회사의 장기적 성장과 발전을 위해 지난 2011년부터 진행해 온 세라믹 코팅 분리막 특허와 관련한 모든 소송과 분쟁을 종결하는 합의서를 체결했다. 두 회사는 각각 특허심판원과 특허법원에 계류 중인 특허무효심판 등을 모두 취하했다"고 발표했다. 두 회사는 이번 합의서에서 "국내외에서 현재 분쟁 중인 세라믹 코팅 분리막 특허와 관련한 특허침해금지나 손해배상 청구 또는 특허무효를 주장하는 쟁송을 향후 10년간 하지 않는다"는 내용을 명시했다. 더불어 두 회사는 사업의 시너지 창출과 협력 확대를 위해 공동 노력하기로 협의했다.

참고자료

• 한동희 기자, 〈(비즈 르포) R&D 1조 시대 연 LG화학…혁신의 산실 대전 기술연구원 가보니〉, 《조선비즈》, 2017-04-02
• 이수환 기자, 〈[http://www.thelec.kr/news/articleView.html?idxno=3914 명성티엔에스, LG화학에 배터리 분리막 핵심장비 공급〉, 《디일렉》, 2019-11-13
• 한주엽 기자, 〈LG화학, 일본에 배터리 특허기술 ‘안전성강화분리막’ 수출〉, 《디지털데일리》, 2014-05-18
• 장상혁 기자, 〈LG화학 분리막 기술, 전세계서 ‘러브콜’〉, 《투데이에너지》, 2015-03-09
• 신동진 기자, 〈10년간 R&D에 5조3000억 투자 글로벌 친환경 에너지 시장 선도〉, 《동아일보》, 2021-04-01
• 손병문 기자, 〈SK이노베이션-LG화학 '분리막 특허소송 종결' 합의〉, 《이비엔》, 2014-11-04

같이 보기

• 분리막
• 건식분리막
• 습식분리막
• SRS

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