질화붕소를 포함하는 리튬 이차전지용 분리막, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 리튬 이차전지

질화붕소-TNP 라디칼 소거 복합 코팅 기반 고내열 PAN 분리막

본 기술은 폴리아크릴로니트릴(PAN)계 분리막 표면에 질화붕소(BN)와 자유 라디칼 소거제인 트리-1-나프틸 포스핀(TNP) 복합물을 코팅하는 기술입니다. 이를 통해 PAN 분리막 특유의 큰 기공을 폐쇄하고 열적·전기화학적 안정성을 개선합니다.

내열성이 우수한 PAN계 분리막은 거시적 기공 구조 때문에 전지 조립 시 내부 단락이 쉽게 발생하는 문제가 있었습니다. 이러한 단락은 전류 누출과 열폭주 위험으로 이어지는 한계가 존재했습니다.

본 기술은 나노 크기 질화붕소를 PVdF-HFP 바인더와 함께 딥코팅하여 분리막 기공을 차단하고, 자유 라디칼 소거제 TNP를 함께 첨가해 고온 열적 안정성과 사이클 성능을 높이도록 구성됩니다. 특히 BN 함량을 1.87 mg/cm² 이상으로 제어하여 단락을 방지하고 용량 유지율을 끌어올립니다. 열 폭주 전파 차단이 중요한 전기차 모듈과 대용량 전력저장용 셀에 적용될 수 있어 열전도성이 높은 BN이 국부 발열을 분산시키는 방열 보조 효과까지 기대할 수 있습니다.

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Key Features:

• 질화붕소를 포함하며 질화붕소와 트리-1-나프틸 포스핀(TNP) 복합물이 표면에 코팅된 리튬 이차전지용 분리막
• 1.87 mg cm-2 이상의 함량으로 딥코팅에 의해 분리막에 코팅되는 질화붕소(Boron Nitride, BN)
• PVdF-HFP 바인더를 아세톤에 용해시킨 바인더 용액에 질화붕소와 TNP를 분산시켜 분산 용액을 마련하는 단계
• 폴리아크릴로니트릴 기재의 분리막을 분산 용액에 딥코팅하여 분리막 표면에 질화붕소를 코팅하는 단계

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