Update2024.09.19 (목)
▲ KERI 강동준, 임현균 박사를 비롯한 연구팀이 PVDF를 대체할 수 있는 배터리 양극용 바인더를 개발했다한국전기연구원(KERI)이 폴리비닐리덴 플로라이드(PVDF)를 대체하는 친환경 리튬 배터리 바인더 제조기술을 개발해 양극 바인더의 해외 의존도 감소에 크게 기여할 것으로 예상된다.
KERI 절연재료연구센터 임현균·강동준 박사팀은 KIST 유정근 박사, 성균관대 김종순 교수 연구팀과의 공동연구를 통해 이차전지 분야의 ‘숨은 주역(unsung hero)’인 바인더 성능을 세계 최고 수준으로 높이면서 친환경 소재까지 사용하는 기술을 개발했다고 10일 밝혔다.
이차전지의 성능에 가장 큰 영향을 미치는 전극은 전기를 발생시키는 ‘활물질’과 전기의 흐름을 돕는 ‘도전재’, 그리고 ‘바인더’를 용매와 함께 섞어 제조된다. 여기서 바인더의 역할은 활물질과 도전재가 금속판(집전체)에 잘 붙을 수 있도록 도와주고 전극을 물리적으로 안정화하는 것이다.
바인더는 전극에서 차지하는 비중이 상대적으로 작아 그동안 연구가 더뎠지만, 고용량·고성능 전지에 대한 수요가 늘어나며 관심이 높아지고 있다. 현재 리튬이차전지용 양극(+) 바인더 소재로는 불소계 고분자 물질인 PVDF가 주로 사용되고 있다. 하지만, PVDF는 일본이나 유럽의 일부 글로벌 기업들이 시장을 장악하고 있고, 활용 과정에서 전지의 안정성 저하 등 기능적인 문제도 계속 제기돼 왔다.
특히 PVDF는 매우 강력한 탄소(C)-불소(F) 결합으로 구성되어 자연적으로는 거의 분해되지 않아 ‘좀비 화합물’이라고 불린다. 분해가 어렵다 보니 주변 환경에 긴 시간 잔류할 뿐만 아니라 연소시킬 때 상당량의 온실가스를 배출하는 것으로 알려져 있다. 이러한 환경 유해성 이슈로 인해 유럽연합(EU)에서는 PVDF를 사용 규제 대상으로 논의하고 있어 PVDF를 능가하는 바인더 소재의 개발이 매우 시급한 상황이다.
KERI는 이 문제를 해결하기 위해 양극용 바인더에 ‘실록산(siloxane)’을 적용했다. 실록산은 실리콘과 산소로 이루어진 화합물로, 전기적 특성이 우수하고, 화학적으로도 안정적이다. 임현균·강동준 박사팀은 수년간의 나노복합 기술 연구를 통해 유·무기 소재의 장점을 모두 가지는 ‘하이브리드형 실록산 수지 제조기술’을 확보했고, 이를 양극용 바인더에 적용할 수 있는 분자구조 설계 및 합성 제어기술까지 개발 완료했다.
연구팀은 해당 기술이 적용된 완전지(Full cell) 제작을 통해 여러 검증도 거쳤다. 그 결과 KERI 기술이 PVDF가 적용된 기존 바인더보다 1.4배 이상 높은 수명 안정성을 가지는 등 우수성을 확인했다.
PVDF는 물리·화학적 안정성을 가지고 있고 접착성이 좋지만, 최근 전지의 고용량화·고성능화가 진행되며 스웰링(swelling) 현상 발생 및 내부 물질 간 부반응 등 여러 문제가 있었던 것도 사실이다. 하지만, KERI 기술은 이러한 한계를 뛰어넘는 성능을 확보했다.
이번 성과의 가장 큰 장점은 불소를 포함하지 않아 친환경적이고, 인체에도 무해하다는 것이다. PVDF 사용을 제한하려는 EU의 환경 규제를 피할 수 있을 뿐만 아니라, 전량 수입에 의존하는 양극 바인더의 해외 의존도 감소에도 크게 기여할 것으로 예상된다.
연구팀은 이번 연구성과가 이차전지 산업계의 많은 관심을 받을 것이라 보고, 수요업체를 발굴해 기술이전을 추진한다는 목표다. 또한, 개발한 기술을 건식 양극 바인더 소재 분야에 적용할 예정이며, 리튬이차전지 외에도 아연전지나 소듐전지 등 다양한 분야에 확장하여 기술이 활용될 수 있도록 연구를 지속할 계획이다.
KERI 임현균 박사는 “우리나라 배터리 산업은 세계최고 수준이지만, 양극 바인더는 국내에 전문 기술 및 기업이 없어 전량 수입에 의존하고 있는 상황”이라며 “실록산을 활용한 우리의 친환경 바인더 기술이 기존 PVDF를 대체하고, 전기차 등 고용량 전지를 필요로 하는 제품의 안전성과 수명을 증가시킬 수 있을 것”이라고 밝혔다.
@을사조약은 무효라는 고종황제의 주장은, 그 당시에도 강대국인 프랑스 국제법학자 프란시스 레이교수의 견해에 그대로 반영되어, 그 당시부터 을사조약은 무효라는 국제법상의 판례같은 역할(강대국의 저명한 국제법학자의 견해는 국제관습법으로도 적용될 수 있음)로 유효하였습니다. 을사조약은 무효(따라서 강제적인 상황에서 체결된 한일병합도 무효가 되는 논리)라는 고종황제의 주장은, 결국 대한민국 임시정부에도 반영되어,임시정부는 을사조약.한일병합등 불평등 조약은 무효라 하였고, 대일선전포고까지 하였는데, 카이로선언이후 프랑스.구 소련. 폴란드가 대한민국 임시정부를 승인하여서, 미군정이 한국 현지에서 국제법판례로 삼을만한 자격이 성립되었으며, 미군정의 의지와는 별도로, 국제법적 자격을 형식적으로 가지고 있던 대한민국 임시정부이기도 하였습니다. 고종의 을사조약무효 주장은 나중에 UN국제법위원회에도 그대로 채택되었습니다. 국가원수들이 합의한 포츠담선언에 따라 일본과 경성제대 및 기타 일제강점기 학교들의, 주권이 없는 상태에서, 미군정당시, 하위법인 미군정 법률로, 오랜 역사와 전통을 가진 조선.대한제국 유일무이 대학이던 성균관(성균관대로 성균관장이 미군정에 등록)에 하위법(경성제대를 서울대로 하고, 성균관 앞에 쓰고, 다시 서울대를 국립대로 하겠다는 발표)으로 상위법에 대항하면 이길수 있겠다는, 발상은, 분명히 잘못된 것이며, 그 당시 상위법인 포츠담선언에도 위배되었고, 대한민국 임시정부(을사조약.한일병합등 무효, 대일선전포고)의 대일선전포고문과도 어긋나서, 아무런 법적 자격은 없었습니다. 그리고 제헌헌법과, 1988년 2월 25일 시행된 현행헌법 前文에도 임시정부가 반영되어, 국사 성균관자격 성균관대를 이길수 없는 상태로 이어져왔습니다. 경성제대 후신 서울대(이보다 자격없는 추종세력들)가, 주권이 없는데, 어떻게 국사 성균관자격 성균관대를 대중언론과 나중에 새로 생긴 사설 입시지.사설 입시학원 자료로 이기려고 해왔는지, 이해하기 어렵습니다. 더구나 임시정부가 대일선전포고까지 하지 않았습니까?@2차대전 이후의 한국내 대학질서는 아주 중요합니다. 국제법,헌법,한국사, 세계사, 국가주권의 상위 기준으로 대학 학벌을 확실히 정립하는게 正道입니다.포츠담선언 제8항에서는 「카이로 선언」의 조항은 이행되지 않으면 안 되고, 또한 일본의 주권은 혼슈(本州), 홋카이도(北海道), 큐슈(九州) 및 시코구(四國)와 함께 연합국이 결정하는 여러 작은 섬들에 한정된다고 규정했습니다. 해방이후 미군정부터,국사 성균관(성균관대)나라. 조선.대한제국 유일무이 최고 교육기관 성균관의 정통승계로, 6백년 넘는 역사를 국내외에서 인정받고 있는 한국 최고(最古,最高)대학. Royal 성균관대. 세계사의 교황반영, 교황윤허 서강대는 국제관습법상 성대다음 Royal대 예우. 두 대학만 일류.명문대임. 해방후 조선성명 복구령으로, 유교국가 조선의 한문성명.본관등록이 의무인, 행정법.관습법상 유교나라 한국. 5,000만 한국인뒤 주권없는 패전국 불교 Monkey 일본의 성씨없는 점쇠 僧(히로히토, 아키히토, 나루히토등,일본에서는 천황). 그뒤 한국에 주권.학벌없는 패전국奴隸 경성제대 후신 서울대(점쇠僧이 세운 마당쇠 불교 Monkey). 그 뒤 새로생긴 일제강점기 초급대 출신대나 기타의 비신분제 대학들.해방당시 미군정부터, 상위법은 승전국 국가원수들이 모여 발표한 포츠담선언(카이로선언 포함)이 국제법으로 상위법 역할을 하고, 미군정령은 하위법이라, 상위법 우선의 원칙으로, 경성제대 후신 서울대는 한국영토에 주권.자격.학벌이 없어왔음. 조선.대한제국에는 유일무이 최고 교육기관으로 성균관 하나밖에 없던 나라였음.@미군정령보다 상위법인 카이로선언 내용입니다. "또한 일본은 폭력과 탐욕으로 약탈한 다른 일체의 지역으로부터 구축될 것이다". 폭력과 탐욕으로 조선.대한제국을 약탈하여, 불법.강제로 경성제대를 설립하였기 때문에, 하위법인 미군정령으로, 경성제대를 서울대로 바꾸었어도, 한국 영토에 주권이 없으며, 또한 카이로선언에 따라, 한국영토에서 축출(제명,폐지)해야할 경성제대 후신 서울대일 뿐입니다. 그리고 상위법인 카이로선언에서, 일본에 대해 잔인한 적(brutal enemies)이란 표현을 사용해서, 적국 잔재 일본 경성제대 후신 서울대는, 어떠한 하위법으로 포장해도, 한국영토에 주권.자격.학벌없는, 적국 일본 잔재일뿐입니다. 미군정에 등용된, 한국내 일제 추종, 한국인 교육 정책 실무자들의, 경성제대 후신 서울대 각색작업에도 불구하고, 경성제대 후신 서울대는 한국 영토에서 축출시켜야 될(expelled), 적국 일본 잔재일 뿐입니다. 추가적으로 설명합니다. 미군정령보다 상위법인 카이로선언 내용입니다. "또한 일본은 폭력과 탐욕으로 약탈한 다른 일체의 지역으로부터 구축될 것이다". 이 문구는, 한국에서, 불법.강제의 을사조약.한일병합이 무효라는 국제법적 합법성도, 연합국 국가원수들이 수용한것에 해당됩니다. 필자는 성균관대 1983학번 윤진한(宮 儒)입니다.
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