• Journal of Electrochemical Science and Technology
• /
• 제6권1호
• /
• pp.26-33
• /
• 2015

In this study, cell performance and thermal stability of lithium-ion cells with a polyimide (PI) separator are investigated. In comparison to conventional polyethylene (PE) separator, the PI separator exhibits distinct advantage in microporous structure, leading to superior reliability of the cell. The cells with PI separator exhibit good cell performances as same as the cells with PE separator, but their reliability was superior to the cell with PE separator. Especially in the hot-box test at 150 and 180℃, PI separator showed a contraction percentage close to 0% at 150℃, while the PE separator showed a contraction percentage greater than 10% in both width and length. Therefore, the PI separator can be the promising candidate for separators of the next generation of lithium-ion battery.

• 멤브레인
• /
• 제27권1호
• /
• pp.92-103
• /
• 2017

본 연구에서는 리튬이온전지용 친수화된 세퍼레이터의 전기화학적 성능에 대한 연구를 진행하였다. 리튬이온전지용 분리막으로 사용되는 폴리올레핀 소재는 소수성이고, 카보네이트 계열의 유기용매를 사용하는 전해액은 친수성을 가진다. 따라서 리튬이온전지는 수계전해액을 사용하기 때문에 폴리올레핀계 분리막에 다양한 친수성 고분자를 도입하여 친수화 처리하였다. 코팅된 세퍼레이터의 변화를 평가하기 위해, 표면 관찰, 코팅시간에 따른 친수화도, 다공성, 젖음성에 대한 특성평가를 수행하였다. 최종적으로 리튬이온이 코팅된 세퍼레이터의 저항과., 이온전도도를 측정하여 리튬이온전지 성능평가를 진행하였다. PMVE로 코팅한 세퍼레이터의 친수화 정도가 우수하며, 세퍼레이터의 기공이 잘 유지되어 우수한 이온전도도를 나타냄으로써 이차전지 배터리에 적용을 위한 잠재성을 가짐을 확인하였다.

• 멤브레인
• /
• 제7권3호
• /
• pp.123-130
• /
• 1997

휴대용 정보 통신기기의 소형 경량화에 적합한 고용량 전지인 리튬이온 이차전지에 응용되는 미세다공성 고분자 격리막에 관한 특성을 검토하였다. 격리막으로서 요구되어지는 항목은 전지 성능에도 관련되며, 안전에도 관련된 것들 이어서, 전지의 부재로서 상당히 중요한 부분을 차지하고 있다. 철재는 폴리에틸렌(PE) 등과 같은 폴리올레핀 소재를 연신하여 제조한 미세다공성 격리막이 주로 채용되고 있으며, 다양한 shut-down온도에 적용 가능하고, wettability가 향상된 미세다공성 격리막으로서, 불소계 고분자의 적용 및 폴리올레핀계 소재의 표면개질 등에 관한 연구가 지속되고 있다.

• 한국기계가공학회지
• /
• 제18권12호
• /
• pp.45-51
• /
• 2019

As the separator becomes thinner, the role of thermal stability becomes more important in ensuring the high capacity of medium- and large-sized lithium-ion secondary batteries. In this study, we researched coating technology to improve the separator's thermal stability. We minimized the coating time by optimizing the design of a vertical two-stage coater that was thin, uniform, and capable of coating on both sides at the same time with a maximum 2㎛ thickness coating layer of fluorinated polymer (PVdF-HFP) on the bare polyethylene (PE) separator, which increased the thermal stability. In addition, during the coating process, a dual-jacket-roll method of drying was developed that increased the drying effectiveness without thermal damage to the separator. We also investigated the thermal stability of the separator manufactured from a coating machine, and studied the battery-applied performance by making a lithium-ion pouch battery.

• 폴리머
• /
• 제26권1호
• /
• pp.45-52
• /
• 2002

고밀도 폴리에틸렌(HDPE)과 초고분자량 폴리에틸렌(UHMWPE)을 블렌딩한 고분자 구조를 갖는 리튬이온 2차 전지용 습식 separator를 제조하였으며, 그들의 고분자 블렌딩 및 연신 조건이 제반물성에 미치는 영향에 관해서 고찰하였다. Separator의 기계적 강도는 UHMWPE의 분자량 및 함량이 증가함에 따라 크게 향상되었으며, UHMWPE의 함량이 6 wt%이며 5배 연신 필름에서 약 $1000 kg/\textrm{cm}^2$의 기계적 강도를 보이며 제막성 또한 우수한 것으로 나타났다. Separator의 기공구조는 0.1~0.12 $\mu\textrm{m}$로 균일성을 보였으며, shut-down특성은 130 $^{\circ}C$ 부근에서 급격히 상승하여 $160^{\circ}C$에서 용융되는 것으로 나타났고 따라서 리튬이온 2차전지에 적용 가능한 것으로 평가되었다.

• Composites Research
• /
• 제30권1호
• /
• pp.46-51
• /
• 2017

질량 및 부피 증가없이 전지와 구조물기능을 복합재에 결합시키는 구조전지 연구가 광범위하게 진행되고 있다. 탄소섬유 및 유리섬유를 하중지지 및 음극, 분리막 용도로 사용하고, 하중전달이 가능한 고체전해질을 모재로 쓰는 것이 현재 아이디어 이지만, 고체전해질이 두 성능을 충분히 만족시키지 못하는 수준이라 구조전지를 구현하지 못하고 있는 실정이다. 그래서, 본 연구는 유리섬유 분리막 및 액체전해질을 사용하여 하중지지 및 전지의 기능을 동시에 수행하는 실험을 구성하여 액체전해액을 사용한 구조전지의 가능성 및 전기적 물성 변화를 관찰하였다. 인장된 분리막은 안정성을 떨어트리는 영향을 미치는데, 이는 양극의 미세입자들이 늘어난 유리섬유의 틈새로 침투하는 것을 분리막이 막지 못하기 때문이라 예상하였고, 상용 분리막을 추가로 사용 하여 그 예상되는 원인을 확인해 보았다. 그리고, 이러한 구조전지 시스템을 구현하기 위해서는 유리섬유 특성의 연구와 전극과 분리막의 계면에 대한 연구가 필요하다.

• 전기화학회지
• /
• 제14권3호
• /
• pp.171-175
• /
• 2011

리튬금속을 사용하는 리튬이차전지는 사용이 간편하고 측정전극의 고유특성을 분석할 수 있는 장점이 있는 반면에 방전후 충전 시 리튬금속 전극에 리튬금속 수지상이 생성되고 심지어는 성장된 수지상에 의해 내부단락을 초래한다. 이러한 단락현상은 분리막의 두께와 밀접한 관계가 있다. 수지상에 의한 내부단락을 방지하기 위하여 두께가 각각 다른 4종류의 분리막을 사용하여 전기화학적 특성을 분석하였다. 다공성 유리섬유 부직포(glass microfiber filter) 분리막은 두께가 $300{\mu}m$ 로써 내부단락을 효과적으로 방지 할 수 있으며 AC 임피던스 값도 낮아서 유망한 분리막으로 확인하였다. 분리막의 두께가 $50{\mu}m$ 이상인 경우 내부단락 현상이 일어나지 않았으며, 0.2 C율의 싸이클 특성도 양호하였다. Signature 율 특성은 다공성 유리섬유 부직포를 사용한 경우 5 C의 고율에서 용량 유지율은 0.1 C에 비교하여 99%의 우수한 특성을 나타내는 것을 확인하였다.

• 한국표면공학회지
• /
• 제54권5호
• /
• pp.213-221
• /
• 2021

In order to improve the energy density and safety of Li-ion batteries, the development of a separator with high thermal stability and electrolyte wettability is an important desire. Thus, the ceramic separator to replace the polymer type is one of the most promising materials that can prevent short-circuit caused by the formation of dendrite and thermal deformation. In this study, we introduce the fabrication of various anodic aluminum oxide membranes for the application of Li-ion battery separators with the advantages of improved mechanical/thermal stability, wettability, and a high rate of Li⁺ migration through the membrane. Two different types of through-holes and branched anodic aluminum oxide membranes are well used in lithium-ion battery separators, however, branched anodic aluminum oxide membranes exhibit the most improved performance with capacity (126.0 mAh g^-1 @ 0.3C), capacity drop at the high C-rate (30.6 %), and low internal resistance (8.2 Ω).

• 폴리머
• /
• 제32권6호
• /
• pp.598-602
• /
• 2008

본 연구에서는 리튬이차전지용 상용 분리막에 전자선을 조사하여 가교구조를 지닌 내열성이 향상된 분리막을 제조하였고 조사선량에 의한 열적, 기계적 특성들을 평가하였다. 전자선 조사된 분리막의 열수축률은 조사선량이 증가할수록 감소하였고 AC impedance를 이용한 shutdown거동 연구 결과 전자선 조사를 하지 않은 분리막보다 우수한 shutdown 특성을 갖는 것으로 확인하였다. 또한, 전자선 조사선량이 증가할수록 분리막의 모듈러스는 향상되는 반면 인장강도와 파단 연신율은 감소됨이 관찰되었다.

• 폴리머
• /
• 제37권1호
• /
• pp.22-27
• /
• 2013

본 연구에서는 기존의 이차전지용 폴리에틸렌(PE) 분리막에 poly(meta-phenylene isophthalamide) (Nomex)를 코팅함으로써 뛰어난 내열성을 가진 coated PE 분리막을 제조하였다. 다양한 Nomex 용액 조성과 PE 분리막 코팅 조건에 따라 제조한 분리막의 기계적 및 열적 특성을 열 노출 테스트와 TMA를 이용하여 측정하였고 제조된 코팅 분리막은 기존의 PE 분리막보다 향상된 열 수축률 및 기계적 성질을 보였다. 코팅 분리막의 전기화학적 성질은 이온전도도, 순환 전위-전류법, 충방전 사이클 테스트 등을 이용해 측정하였다.