미국 포러스 파워 테크놀로지스가 리튬이온 배터리의 성능을 향상시키는 세라믹 배터리 분리막을 출시했다.

포러스 파워 테크놀로지스(Porous Power Technologies, LLC, 약칭 PPT)는 대형 포맷 리튬이온 배터리의 열 안정성과 안전성을 크게 향상시킬 수 있는 세라믹 배터리 분리막인 ‘시메트릭스 (SYMMETRIX)® NC2020’을 출시한다고 7일 발표했다.

이 제품은 전기 자동차, 평판전지 소비자 가전, 전력급 에너지 저장장치 등에 사용되는 배터리와 기타 고전력 또는 고에너지 애플리케이션 용 배터리 등에 적용이 가능하다.

배터리 분리막은 배터리의 안전성과 수명, 성능 균등화를 위한 필수 부품이다. PPT가 알스트롬과 공동으로 개발한 ‘시메트릭스 NC2020’은 이들 3개 부문, 특히 안전성을 상당히 크게 향상시킨 제품이다.

PPT의 마이클 펜더 전무는 “‘시메트릭스 NC2020’은 불연성이며 기존 분리막에 비해 수축에 대한 저항력이 더 강하다”며 “이 때문에 배터리가 손상되거나 오용되더라도 안정성을 유지하고 열폭주 사고를 방지하거나 지연시킬 수 있다”고 설명했다.

PPT의 존 쉘번 연구개발부장은 “분리막에 세라믹을 사용하는 것은 새로운 일이 아니지만 대부분의 분리막 제조업체들은 기존 폴리올레핀 분리막에 세라믹을 도포한다”며 “세라믹 막을 입히면 분리막 내의 이온 흐름을 지연시켜서 배터리의 수명과 성능을 저하시킬 수 있다”고 말하고 “그렇게 하면 분리막이 갈라지거나 깨져서 배터리를 오염시킬 가능성이 있다”고 부연설명 했다.

반면, ‘시메트릭스 NC2020’의 세라믹 입자에는 PVDF폴리머가 혼합돼서 유연하고 세라믹이 농축된 미세다공성 막을 형성한다. 이온이 개방 기공구조를 통해 자유롭게 흘러서 광범위한 온도 범위에서도 우수한 출력을 제공한다. 또 막이 스폰지형태로 돼 있어서 전극 표면에 순응함으로써 사용주기를 여러 번 되풀이 할 때 전극이 팽창하거나 위축되더라도 사각영역을 없애고 성능의 신뢰성을 유지시켜 준다.

시메트릭스 NC2020 리튬이온 배터리 분리막의 다른 장점들을 살펴보면 △장기간 사용 시 성능이 덜 약화되면서 열 및 화학 안정성이 우수 △고출력 사용시 열을 적게 발생시키면서 내부 저항이 낮음 △산화에 대한 저항력이 있고 고전압 화학 반응과 호환성이 있음 △전해질 위킹 (wicking)현상이 빠르고 완벽하게 진행됨 △전극에 안전하게 접합할 수 있어 제조공정을 단순화하고 생산량을 높임 등이 있다.