본 기술은 전극 집전체와 전극 활물질층 사이에 팽창흑연과 바인더로 이루어진 기능층을 패턴 형태로 배치하여, 약 140℃ 이상의 고온에서 팽창흑연이 부피 팽창하면 활물질층이 집전체에서 물리적으로 떨어져 저항이 급증하도록 함으로써 단락 시 열 폭주를 막는 기술입니다.
기존 이차전지는 단락이 일어나면 온도가 급격히 상승하면서 열 폭주로 번져 화재가 발생할 위험이 컸습니다. 난연제를 넣는 방식도 이미 발화가 시작된 뒤에야 작동하므로 사전 안전 확보에는 한계가 존재했습니다.
본 기술은 입경 500nm~7㎛이고 140℃에서 200~600% 팽창하는 팽창흑연을 SBR 등의 보조바인더와 섞어 집전체 일면에 개구부가 있는 패턴 형태로 코팅하도록 구성됩니다. 고온에 노출되면 팽창흑연이 부풀어 활물질층을 집전체에서 탈락시키고 회로 저항을 강제로 높여 전류를 끊어 줍니다. 전기차 파우치 셀, 에너지저장장치 모듈, 전동공구 배터리처럼 단락 사고가 대형 화재로 번지기 쉬운 분야에 적용될 수 있어 발화 이전 단계에서 셀 스스로 회로를 끊는 수동형 안전장치 역할을 기대할 수 있습니다.
WO2024-237533A1
