습식분리막은 PE, PP 분말에 기름을 섞고 고온, 고압으로 반죽해 납작하게 뽑아내는 방식이다. 서서히 굳히면서 그 사이사이에 들어있는 기름을 뽑아내면 기름이 있던 부분에 리튬이온이 통과할 길목인 기공이 만들어진다. 제조 공정이 복잡하고 단가는 높지만 균일하게 기공의 사이즈를 만들고 박막화도 가능하다는 장점이 있다.[1]
SK아이이테크놀로지(SKIET)는 2020년 세계 습식 분리막 시장 점유율 1위를 차지했으며 아사히 카세이가 습식 분리막 2위 업체로 선정되었다. SKIET는 오는 2023년 습식 분리막 생산능력을 27억3000만㎡로 끌어올려 아사히 카세이와의 생산능력 격차를 벌릴 계획이다. SKIET는 습식 시장 점유율 확대를 위해 2023년까지 폴란드(15억4000만㎡)를 중심으로 중국(6억8000만㎡)·증평(5억4000만㎡) 생산량을 지속 확대할 계획이다. 같은 기간 아사히 카세이도 2023년까지 습식 생산능력을 13억5000만㎡까지 확대한다. 지금보다 3만5000㎡ 늘어난 규모지만 SKIET 습식 생산능력에는 미치지 못한다.[2]
SKIET는 습식 분리막 기술 격차도 확대한다. 이 회사는 축차 연신 기술을 통해 고객 요구에 맞춰 분리막 두께와 물성을 자유자재로 조절할 수 있다. 축차 연신은 세로 방향 및 가로 방향으로 늘이는 정도를 자유자재로 조절할 수 있다. 회사는 축차 연신 기술로 4마이크로미터(㎛) 두께의 초박막 분리막 구현이 가능하다.
상세
분리막은 제조 방식에 따라 습식분리막과 건식분리막으로 구분된다. 습식분리막은 제조 공정이 복잡하고 필요로 하는 소재가 상대적으로 많다. 단가는 건식분리막 대비 높지만, 박막화가 가능해 높은 에너지밀도 확보가 용이하다. 일반적으로 전기차 2차전지에 많이 사용한다.
습식 공정은 고가의 제조 방법이지만 일반적으로 더 강력하고 얇은 분리기를 생산한다. 폴리에틸렌PE은 일반적으로 사용되는 폴리머로 다른 첨가제 왁스와 혼합되어 균질한 용액을 만들어 얇은 겔형 시트로 압출한 후 어닐링(느리게 냉각)한다. 시트는 두 방향으로 신장되고 휘발성 용매에 노출되어 다공정 시트를 떠나는 첨가제 왁스를 제거한다. 이 방법을 사용하여 40~50%의 다공성을 달성할 수 있다. 이 방식은 초기 투자비용이 많고 유해물질이 발생한다는 단점이 있지만 제작이 간편하고 기공이 균일하다는 장점이 있어 휴대폰이나 노트북 등 소형 모바일용 배터리에도 쓰인다.[3]
장단점
- 고밀도 폴리에틸렌이 유전율이 높아 주로 사용된다.
- 세계 분리막 시장에서 70% 이상 비중을 차지한다.
- 습식분리막은 화학적 상분리에 의해서 구멍이 형성되어서 구멍의 크기가 균일하다.
- 구멍이 불규칙적으로 분포하여서 기계적 강도가 높다.
- 구멍이 불규칙하게 분포하여 분리특성은 좋으나, 이온 통과경로가 복잡하다.(낮은 기공도, 저출력)
- 용제에 의해서 폴리머의 결정구조가 불균질하여서 열적 안정성이 떨어진다.
- 습식분리막은 정량출력 및 장시간 배터리 성능을 유지해야 하는 전기기기에 유리하다.
- 초기투자비용이 많고 유해물질이 발생한다.
- 제작이 간편하다.
- 건식에 비해 품질이 좋다.[4]
분리막의 조건
- 절연성이 좋아야 한다.
- 이온 전도시 저항을 최소화하기 위해 전해액과의 친화력이 높아야 한다.
- 이온의 흐름을 원활히 하기 위해서 다공성도 높고 얇아야 한다.
- 배터리 에너지 밀도에 영향을 주게 하지 않기 위해 얇아야 한다.
- 안정성을 보장받기 위해서 일정 수준의 기계적 강도도 유지해야 한다.
- 전해액에 대한 화학적 안정성과 전기 화학적인 안정성이 확보되어야 한다.
- 일정한 온도 이상이 될 때, Shut-down이 되어 이온의 이동을 차단할 수 있어야 한다.(화학 조리개 기능)
각주
- ↑ 이윤애 기자, 〈(Tech 스토리) 코나EV 화재 원인 지목된 '배터리 분리막'〉, 《뉴스핌》, 2020-10-18
- ↑ 김지웅 기자, 〈SK이노, '습식 분리막' 초격차 승부수…日 아사히 카세이와 격차 두배로 늘린다〉, 《전자신문》, 2021-04-04
- ↑ 럭킴, 〈리튬이온 배터리 기초 5. 분리막이란?〉, 《티스토리》, 2020-06-15
- ↑ 4.0 4.1
hhs4040, 〈2차전지 분리막 정리(공정, 종류, 조건 등...)〉, 《네이버 블로그》, 2018-12-18
참고자료
- 이윤애 기자, 〈(Tech 스토리) 코나EV 화재 원인 지목된 '배터리 분리막'〉, 《뉴스핌》, 2020-10-18
- 김지웅 기자, 〈SK이노, '습식 분리막' 초격차 승부수…日 아사히 카세이와 격차 두배로 늘린다〉, 《전자신문》, 2021-04-04
- 럭킴, 〈리튬이온 배터리 기초 5. 분리막이란?〉, 《티스토리》, 2020-06-15
같이 보기
|
 이 습식분리막 문서는 배터리에 관한 글로서 검토가 필요합니다. 위키 문서는 누구든지 자유롭게 편집할 수 있습니다. [편집]을 눌러 문서 내용을 검토·수정해 주세요.
|
| 자동차 : 자동차 분류, 자동차 회사, 한국 자동차, 독일 자동차, 유럽 자동차, 미국 자동차, 중국 자동차, 일본 자동차, 전기자동차, 자동차 제조, 자동차 부품, 자동차 색상, 자동차 외장, 자동차 내장, 자동차 전장, 자동차 부품 회사, 배터리 □■⊕, 배터리 회사, 충전, 자동차 판매, 자동차 판매 회사, 자동차 관리, 자동차 역사, 자동차 인물
|
|
|
| 배터리 종류
|
1차전지 • 2차전지 • 3차전지 • AA 전지 • AAA 전지 • HFC • LCO • LFP • LMO • LTO • NCA • NCM • NCMA • 각형 배터리 • 건전지 • 고전압 배터리 • 고체전지 • 공기전지 • 과산화은전지 • 구반반 배터리 • 그래핀 배터리 • 금속 공기 배터리 • 나노셀룰로스 종이 배터리 • 나트륨이온 배터리 • 나트륨 황 배터리 • 납축전지 • 니켈 수소 배터리 • 니켈 카드뮴 배터리 • 다이아몬드 배터리 • 단추형 전지 • 대용량 배터리 • 대형배터리 • 동위원소 배터리 • 리튬공기전지 • 리튬 망간 배터리 • 리튬메탈 배터리 • 리튬 이산화탄소 배터리 • 리튬이온 배터리 • 리튬 인산철 배터리 • 리튬전지 • 리튬 코발트 배터리 • 리튬 티타네이트 배터리 • 리튬 폴리머 배터리 • 리튬 하이니켈 배터리 • 리튬 황 배터리 • 마그네슘 배터리 • 망가니즈전지 • 모래 배터리 • 무음극배터리 • 물리전지 • 미생물 연료전지 • 바나듐 배터리 • 바나듐 레독스 흐름 배터리 • 바나듐이온 배터리 • 바빌로니아 전지 • 박막배터리 • 박테리아 배터리 • 박테리아 종이 배터리 • 반고체 배터리 • 배터리 • 베타 배터리 • 보조배터리 • 볼타전지 • 불소이온 배터리 • 블레이드 배터리 • 비축전지 • 사원계 배터리 • 산화물 전고체 배터리 • 산화은전지 • 삼원계 배터리 • 설탕 배터리 • 세라믹 축전기 • 소금 배터리 • 소형배터리 • 수소연료전지 • 수은전지 • 슈퍼커패시터 • 습전지 • 아연공기전지 • 아연 탄소 전지(르클랑셰 전지) • 아폴로 • 알루미늄 공기전지 • 알루미늄 공기 흐름 전지 • 알칼리전지 • 얼티엄 배터리 • 에너지저장장치(ESS) • 에이터너스 • 연료전지 • 열전지 • 용융염 배터리 • 원자력전지 • 원통형 배터리 • 육둘둘 배터리 • 인섀시 배터리 • 전고체 배터리 • 전지 • 종이 배터리 • 중형배터리 • 차세대 배터리 • 초소형배터리 • 축전기(콘덴서) • 축전지 • 칼륨 배터리 • 칼슘 배터리 • 커패시터 • 코인셀 배터리 • 태양전지 • 파우치형 배터리 • 파워월 • 팔일일 배터리 • 폐배터리 • 폴리머 배터리 • 폴리머 전고체 배터리 • 프리폼 배터리 • 플렉서블 배터리 • 하이니켈 배터리 • 하이브리드 리튬메탈 배터리 • 해수전지 • 핵 배터리 • 화학전지 • 황화물 전고체 배터리 • 흐름전지(레독스 플로우 배터리)
|
|
|
| 배터리 기술
|
ALD • CCS • CSG • CTB • CTV • K-배터리 • MPI • MTB • NCMX • PCM • SRS • 건식분리막 • 계면 • 계면저항 • 계면활성제 • 고용량 • 고체전해질 • 고출력 • 공랭식 • 굴곡도 • 기공 • 기억효과(메모리 효과) • 냉각시스템 • 다공성 • 대용량 • 덴드라이트 • 드라이룸 • 모듈투바디(MTB) • 무기 고체 전해질 • 바인더 • 박막 • 박막화 • 방열판 • 방열핀 • 배터리관리시스템(BMS) • 배터리데이 • 배터리모듈 • 배터리 보호회로모듈 • 배터리셀 • 배터리 케이스 • 배터리 패키징 • 배터리팩 • 배터리하우징 • 배터리 히팅 시스템 • 복합전해질 • 분리막 • 블랙파우더 • 비전해질 • 사물배터리 • 산화물 • 산화물계 전해질 • 세라믹 코팅 • 세라믹 코팅 분리막 • 셀밸런싱 • 셀투바디(CTB) • 셀투비클(CTV) • 셀투섀시(CTC) • 셀투카(CTC) • 셀투팩(CTP) • 소용량 • 수랭식 • 스태킹 • 습식분리막 • 실리콘 음극재 • 실버코팅 • 안전성 강화 분리막(SRS) • 액체전해질 • 양극박 • 양극소재 • 양극재 • 양극판 • 양극활물질 • 여과 • 열폭주 • 열화현상 • 와인딩 • 용량 • 유기 고체 전해질 • 유랭식 • 음극소재 • 음극재 • 음극판 • 음극활물질 • 이온전달막 • 이온전도도 • 이온화 • 저용량 • 저출력 • 전고체 • 전구체 • 전지박 • 전해액 • 전해질 • 전해질막 • 점프 • 점프케이블 • 정격용량 • 정격전압 • 제로모듈 • 젤리롤 • 집전체 • 출력 • 침출 • 콤퍼레이터 • 티본 레이아웃 • 파우치 • 패스웨이 • 폐양극재 • 활물질 • 황화물 • 황화물계 전해질 • 히트싱크 • 히트파이프 • 히트펌프
|
|
|
| 배터리 제품
|
1865 배터리 • 2170 배터리 • 4680 배터리 • 기린 배터리
|
|
|
| 위키 : 자동차, 교통, 지역, 지도, 산업, 기업, 단체, 업무, 생활, 쇼핑, 블록체인, 암호화폐, 인공지능, 개발, 인물, 행사, 일반
|
|
위키원
