본 기술은 극성 작용기를 포함하는 고분자와 이를 3차원 격자 구조로 감싸는 아라미드 나노섬유 프레임을 결합한 이차전지용 분리막 기술입니다. 95% 이상의 초다공성 구조를 형성하고 전해질과의 친화성을 높입니다.
기존 폴리올레핀 분리막은 기공률이 낮고 전해질 젖음성이 떨어져 에너지 밀도 향상에 한계가 있었습니다. 특히 리튬 금속 전지를 구동할 때 덴드라이트 성장과 열폭주로 인한 단락 발생 위험이 존재했습니다.
본 기술은 고분자 현탁액과 아라미드 나노씨드를 혼합해 도포한 뒤, 양성자성 용매 교환과 수중 침지에 의한 팽윤 공정을 거쳐 140~700nm 직경의 매크로기공을 가진 복합막을 제조하도록 구성됩니다. 고분자의 극성 작용기가 전해질 젖음성을 조절하고 불소 기반의 안정한 SEI 층 형성을 유도해 덴드라이트 성장을 억제합니다. 리튬 금속 음극을 채용한 고에너지 전지와 고출력 전동공구용 셀의 분리막으로 적용될 수 있어 전해액 함침 시간을 단축하고 내열 골격 덕분에 고온 수축으로 인한 단락 위험도 줄일 수 있습니다.
본 발명은 과학기술정보통신부의 리튬 금속 전지의 음전극 및 고체-전해질-계면층에 적용 가능한 3차원 나노골격소재 개발과 이를 이용한 덴드라이트 형성 억제 심화연구 지원을 통해 개발되었습니다.
WO2025-198302A1
