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IBL-26-2087

전고체 배터리의 폴리머 시트의 표면 텍스쳐링 방법

등록일
2026-09-29
이차전지› 전지› 셀 제조(또는 조립) 공정 및 장비
영하 동결과 간헐적 파이버 레이저 조사를 결합한 고체 전해질 계면 확장 공정

본 기술은 전고체 배터리의 고체 전해질과 음극을 포함하는 폴리머 시트 표면에 레이저를 조사해 딤플 등 미세 패턴을 형성함으로써, 활물질과 고체 전해질 간 실질 접촉 면적을 극대화하고 이온 전도도를 높이는 기술입니다.

전고체 배터리의 고체 전해질은 액체 전해질과 달리 활물질 입자와 완벽히 밀착되기 어려워 계면 접촉 면적이 작았습니다. 그 결과 이온 전도도가 낮고 리튬 이온의 이동 경로를 충분히 확보하기 어려운 한계가 존재했습니다.

본 기술은 폴리머 시트를 영하 15℃ 내외로 동결한 상태에서 파이버 레이저를 낮은 파워와 빠른 속도로 3회 반복 조사한 뒤 10분 이상 냉각하는 과정을 5회 되풀이하여, 총 15회 조사로 고분자의 열 손상 없이 정밀한 표면 패턴을 새기도록 구성됩니다. 고분자계 고체 전해질 시트, 폴리머 바인더 기반 음극 시트, 파일럿 규모 전고체 셀 제조 라인 등에 적용될 수 있어 비접촉 방식으로 패턴 깊이를 제어하면서 금형 교체 없이 다양한 텍스처를 구현할 수 있습니다.

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Key Features:
  • 텍스쳐링에 앞서 폴리머 시트를 영하 15℃ 내외의 소정 온도에서 동결시키는 단계
  • 폴리머 시트와 레이저 초점 사이 거리를 350~360mm로 맞추는 초점 정렬 단계
  • 레이저를 3회 반복 조사한 후 적어도 10분간 중단하는 과정을 5회 반복해 일정 깊이의 패턴을 형성하는 단계
  • 조사 속도 40~50mm/s, 주파수 100KHz, 펄스폭 50ns 조건으로 구동되는 파이버 레이저

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경북대학교
채영훈 | 현동호
문서
출원일:
2023-06-28
|
특허등록번호:
10-2873430
산업
이차전지
기술
에너지•배터리
기계공학
국가
Korea
패밀리 특허

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