본 기술은 양극에서 녹아 나오는 전이금속 양이온을 효과적으로 포집하기 위해, 분리막 다공성 코팅층 내 침상형 무기물 입자 표면에 금속 이온과 배위 결합하는 아민계 등 킬레이트 관능기를 코팅하여 금속 포착 면적을 극대화하는 기술입니다.
고전압·고온 충방전 시 니켈, 망간, 코발트 등 양극 활물질에서 용출된 전이금속 이온이 음극으로 이동해 석출되는 문제가 있었습니다. 이로 인해 전극 조립체가 퇴화하고 부반응이 늘어나 전지 수명이 단축되는 한계가 존재했습니다.
본 기술은 할로이사이트, 알루미나 등 침상형 무기물 입자 표면에 킬레이트 관능기를 포함하는 제1 코팅층을 형성하고, 이를 고분자 바인더와 함께 다공성 기재 일면에 도포하여 금속 양이온을 흡착하는 다공성 코팅층을 양극 대면 방향에 배치하도록 구성됩니다. 하이니켈·고전압 양극을 쓰는 전기차 셀과 고온 환경에서 운용되는 ESS 셀에 적용될 수 있어 용출 이온이 음극에 도달하기 전에 걸러내 장기 사이클 수명을 늘릴 수 있습니다.
본 발명은 과학기술정보통신부의 타겟 특이형 기능적 양면성 분리막 기반 리튬 금속 전지 지원을 통해 개발되었습니다.
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