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    제목 [IR52 장영실상] LG화학 '리튬 배터리용 고안전성·저수축 가교 분리막'
    등록일 2022-01-04
    내용

    △ 왼쪽부터 LG화학 분리막개발센터 진선미 책임, 이주성 책임, 한성재 책임.

    LG화학에서 개발한 '리튬이온 이차전지용 고안전성·저수축 가교 분리막'이 2021년 52주 차 IR52 장영실상을 수상했다. 고온 환경에서 화재나 폭발로 이어질 수 있는 리튬 이차전지 분리막의 안전성을 획기적으로 개선한 게 특징이다.

    리튬이온 이차전지용 핵심 소재인 분리막은 양극과 음극을 격리해 내부단락을 방지하고 안전성을 확보하는 역할을 한다. 내부단락은 셀 내부에 쌓여 있는 양극과 음극이 직접적으로 접촉해 강한 화학반응이 일어나 화재가 발생하는 것을 말한다. 분리막은 이차전지 충·방전 시 리튬이온의 원활한 이동 통로로 이용되는 핵심 소재이기도 하다. 일반적인 분리막 제품은 폴리올레핀(PO)으로 이뤄진 다공성 기재 위에 안전성과 접착성 등 추가 기능을 부여하는 코팅층으로 구성된다.

    문제는 리튬이온 전지에 사용되는 고밀도 폴리에틸렌은 녹는점이 135도로 낮아 그 이상 온도에 노출되면 분리막이 파괴되거나 큰 폭으로 수축해 내부단락이 발생할 수 있다는 점이다.

    이주성 LG화학 분리막개발센터장은 "지속적으로 에너지 밀도가 높아지고 있는 전지 설계 추세에 대응하려면 분리막의 내열 특성에 추가적인 혁신이 필요하다고 보고 기재의 특성을 근본적으로 바꾸는 기술 개발을 추진하게 됐다"고 설명했다.

    LG화학은 분리막에 최적화된 폴리에틸렌 기본 소재를 자외선(UV)을 이용해 결합시켜 분리막이 파괴되는 온도를 획기적으로 높였다. 또 낮은 내열 특성을 보이던 바인더를 재설계해 유리전이 온도가 100도 이상인 고내열성 바인더를 개발하는 데 성공했다.

    그 결과 기존 해외 기술(158도) 대비 높은 수준(220도)에서도 분리막이 파괴되지 않는 고안전성 분리막을 선보이게 됐다.

    이 센터장은 "에너지저장장치(ESS)와 전기차용 대용량 리튬 이차전지 등의 안전성 강화를 통해 프리미엄 전기차용 리튬 이차전지 시장에서 기술적 우위 확보와 공급처 다변화가 가능할 것으로 기대된다"고 전했다.



    ■ 주최 : 과학기술정보통신부

    ■ 주관 : 매일경제신문사 한국산업기술진흥협회

    [양연호 기자]
    [ⓒ 매일경제 & mk.co.kr, 무단전재 및 재배포 금지]
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