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IBL-26-2111

굴 껍질이 코팅된 리튬 이차전지용 분리막, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 리튬 이차전지

등록일
2026-09-30
이차전지› 소재› 분리막
폐 굴 껍질 CaCO3 코팅으로 덴드라이트를 억제한 리튬금속전지 분리막

본 기술은 탄산칼슘(CaCO3)을 주성분으로 하는 굴 껍질(Oyster Shell) 분말을 PVDF 바인더와 혼합해 폴리에틸렌(PE) 분리막 표면에 코팅하는 기술입니다. 이를 통해 분리막의 물리적 강성을 보강하고 친수성을 부여하여 리튬 덴드라이트 성장을 억제합니다.

리튬 금속 배터리(LMB)는 리튬 덴드라이트가 빠르게 성장해 내부 단락을 일으키는 문제가 있었습니다. 여기에 전해질이 지속적으로 분해되고 고온에서 분리막이 열 수축하면서 전지 안전성이 떨어지는 한계가 존재했습니다.

본 기술은 분쇄한 굴 껍질(CaCO3, CaO 포함)을 슬러리로 만든 뒤 블레이드 캐스팅으로 PE 분리막 표면에 약 2.0μm 두께의 코팅층을 형성하도록 구성됩니다. 코팅층은 열 안정성을 높이고 전해질 흡수율과 젖음성을 개선하며, 리튬 금속 계면의 부반응을 줄여 사이클 수명과 안전성을 확보합니다. 고에너지 리튬 금속 배터리와 드론·웨어러블용 경량 셀에 적용될 수 있어 수산 폐기물을 저가 세라믹 원료로 재활용하는 친환경 공급망 구축에도 기여합니다.

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Key Features:
  • 친수성을 갖는 굴 껍질을 포함하며 표면에 굴 껍질이 코팅된 리튬 이차전지용 분리막
  • 분리막의 상층을 구성하는 원소로서 굴 껍질로부터 유래한 탄산칼슘(CaCO3)과 산화칼슘(CaO)을 함유하는 코팅층
  • 바인더 및 용매를 포함하는 용액에 분쇄된 굴 껍질을 투입하여 굴 껍질 함유 슬러리를 마련하는 단계
  • 분리막에 굴 껍질 함유 슬러리를 블레이드로 캐스팅하여 분리막 표면에 굴 껍질을 코팅하는 단계

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인천대학교
임태은 | 허준원 | 김장균
문서
출원일:
2024-11-07
|
특허등록번호:
10-2942346
산업
이차전지
환경•생태계
기술
에너지•배터리
신소재•재료
국가
Korea
패밀리 특허

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