기계/재료

중국, 고안전성 내연성 바이오매스 복합재료 동력리튬전지격막 산업화

발행일 : 2012 / 10 / 30

중국과학원 청도생물에너지과정연구소의 생체모방에너지/에너지저축시스템 과제팀은 3년만에 바이오매스 복합재료 재질의 동력리튬이온전지격막 개발에 성공하였고 실험시설(PILOT PLANT)을 갖추었으며, 산업화를 앞두고 있다.

격막은 동력리튬이온전지의 핵심부품으로 전지에서 양•음극 전자의 전기전도를 차단하는 역할을 하고, 이온이 자유로이 통과하여 이온전도를 실현하는 중요한 역할을 하기 때문에, 전지용량, 전지수명과 안전성능을 결정하는 핵심요소이다. 현재 상용화된 리튬이온전지 격막의 주요제품은 기계로 인장한 폴리에틸렌(PE), 폴리프로필렌(PP) 마이크로포러스 박막(Microporous films)과 PP/PE/PP의 3층 마이크로포러스 복합막이 있는데, 핵심기술은 해외 대기업에 의해 독점되어 있는 상태이다. 상품화된 폴리올레핀계 격막의 낮은 공극율과 수평방향의 인장강도, 액상유지성(Liquid retention) 및 열안정성이 떨어지기 때문에 전지의 고속 충방전의 요구를 충족시키기 힘들며 게다가 안전폐해문제도 존재한다.

자연계 식물로부터 공급받는 섬유소는 원료공급이 충족하고 열안정성이 우수하며 가격이 저렴한데다가 친환경적이어서 고부가가치의 바이오매스 고분자재료이다. 청도에너지연구소는 바이오매스 섬유소를 원료로, 독립적으로 개발한 생산가공설비를 이용해 스프레이-습식 결합기술공법으로, 고안정성/저원가의 바이오매스 복합재료 격막을 개발하였다. 이 격막은 전해액 침윤성능, 내열성과 내연성이 뛰어나고, 전지배율과 순환성능이 상용화된 폴리올레핀계 격막보다 훨씬 우수하다.

바이오매스 복합재료 격막은 전혀 새로운 재료체계와 공법이라고 전문가심사로부터 높이 평가받았다. 이 제품의 성공적인 개발로 중국국내의 기술공백을 매웠고, 산동성 “블루경제”와 청도 “블루실리콘벨리”발전에 중요한 기술버팀목이 되었다. 과제책임자인 추이광레이(崔光磊) 연구원은 금년 연말까지 독립적으로 개발한 설비와 공법을 개선하고, 내년에는 30만평방미터의 생산규모를 갖추게 될 것이라고 밝혔다.