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[IT뉴스]기계연, 후막 전극 성능 획기적으로 억제하는 기술 개발

온카뱅크관리자

2025-02-26 11:27:27

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        <div class="article_view" data-translation-body="true" data-tiara-layer="article_body" data-tiara-action-name="본문이미지확대_클릭"> 
         <section dmcf-sid="9M48zng2Pb">
          <figure class="figure_frm origin_fig" contents-hash="149ab1b2c31f6b7e3a44271571e569af412353d5340bc4341c524a7422dc40fc" dmcf-pid="23XZlzbY6B" dmcf-ptype="figure">
           <p class="link_figure"><img alt="기계연 연구팀이 개발한 롤투롤 호환 플래시 공정 장비. 기계연 제공" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202502/26/dongascience/20250226112018870rfqa.png" data-org-width="385" dmcf-mid="Knzq1PMU6K" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img4.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202502/26/dongascience/20250226112018870rfqa.png" width="658"></p>
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            기계연 연구팀이 개발한 롤투롤 호환 플래시 공정 장비. 기계연 제공
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          <p contents-hash="7e16c8352786578f61ec18079505e23f3ab6c750986c4af8f3f794d0b6dff168" dmcf-pid="V0Z5SqKG8q" dmcf-ptype="general">이차전지 전극 제조 과정에서 후막 전극의 성능이 급격히 떨어지는 현상을 획기적으로 억제하는 기술이 개발됐다. 후막 전극이란 전자들의 이동 통로 역할을 하는 집전체 위에 전기 에너지를 만들어내는 물질이 두껍게 코팅된 전극을 말한다. 배터리의 가격을 낮추고 에너지 밀도와 용량을 높이면서도 크기와 무게를 줄일 수 있는 새로운 가능성을 제시했다는 의미가 있다.  </p>
          <p contents-hash="64b35a05638d7d16d6368295cde084880a59ad3167c350307631a0b934f20bd6" dmcf-pid="fp51vB9HPz" dmcf-ptype="general">한국기계연구원(기계연)은 우규희·권신 이차전지장비연구실 책임연구원팀이 초고속, 대면적 플래시 공정을 활용해 후막 전극의 열화를 억제하는 전극 활성화 기술을 개발했다고 26일 밝혔다. </p>
          <p contents-hash="66ca8e960c2fb092e3037e84ba40eec275031d7c8d4fbd3b412a3a6109d06691" dmcf-pid="4U1tTb2X67" dmcf-ptype="general">후막 전극은 고에너지 밀도를 구현하며 배터리 팩의 층수를 줄여 구조를 단순화하고 제조 공정을 효율화함으로써 원가를 획기적으로 절감시킬 수 있다는 장점이 있다. 반면 두꺼운 전극 두께로 인해 리튬 이온과 전자의 이동 저항이 증가하고 전해질 침투가 어려워져 전기화학적 성능이 크게 떨어지는 문제가 있다. </p>
          <p contents-hash="1d04c4cd948f396e75890e11a8f35db847e39852357b809a4d9ec2a4f8742201" dmcf-pid="8utFyKVZxu" dmcf-ptype="general">연구팀은 이러한 문제를 해결하기 위해 후막 전극에 1밀리초(ms) 이내의 순간적인 플래시를 조사했다. 플래시로 인해 발생하는 열에너지는 전극에 화학적, 구조적 변화를 일으킨다. 이 같은 변화는 리튬 이온과 전자의 이동성을 향상시키고 전해질 침투성을 개선해 결과적으로 후막 전극의 성능 열화를 억제한다. </p>
          <p contents-hash="69d5b434bcf8f073b02163d1b25a6432438386c12e7cb415bf040391041dba02" dmcf-pid="67F3W9f56U" dmcf-ptype="general">표면에서 광에너지가 열에너지로 전환되는 '광열 반응'을 이용하기 때문에 집전체를 포함한 후막 전극 전체가 고온에 노출되는 것을 방지한다. 전극 내부의 바인더 분해를 최소화함으로써 기계적 내구성을 유지하고 집전체의 산화와 같은 열적 손상도 막을 수 있는 장점이 있다. </p>
          <p contents-hash="04f5b33325f7529fd80908cc38de2420515930a056387a10fdcd4566695857ca" dmcf-pid="Pz30Y2418p" dmcf-ptype="general">특히 개발한 기술은 이차전지 제조 산업의 표준인 '롤투롤 공정'과의 호환성이 높아 니켈-코발트-망간(NCM) 양극 등을 비롯한 여러 전극에 대해서도 확대 적용이 가능할 것으로 예상된다. 롤투롤 공정은 여러 개의 휘어질 수 있는 플라스틱이나 금속박에서 전자기기를 만드는 공정이다. </p>
          <p contents-hash="00d2ea5dab926e486b28caedb8a33fd926e1e42cd05b92ec5979a7748f802a08" dmcf-pid="Qq0pGV8tQ0" dmcf-ptype="general">연구팀은 개발한 공정을 전극 건조 공정에 적용 및 응용성 평가를 수행하고 있다. 전극 건조에 소모되는 에너지와 공정 시간을 크게 감소시킴과 동시에 전극 활성화 효과까지 유도할 수 있다는 것을 확인했다. 최근에는 이차전지 장비 기업과 협력하여 양산 수준의 설비를 개발하고 공정 평가를 진행 중이다. </p>
          <p contents-hash="d09676a0efebc832c729a04ddef8a34a58721464fed24dd70e8c8e708ce9848c" dmcf-pid="xBpUHf6FQ3" dmcf-ptype="general">우규희 책임연구원은 “플래시를 이용한 전극 활성화 기술은 롤투롤 공정과 호환이 가능한 후처리 기술이기 때문에 기존의 공정과 제조 설비에 접목이 상대적으로 용이하다”면서 “국내 이차전지 제조사 진입을 목표로 기술 완성도를 높이고 시험 평가와 검증을 지속적으로 진행해 나갈 예정”이라고 밝혔다.<br>  </p>
          <p contents-hash="56300483cff1cdbe964a4e915cea6e74855ef5229f033af6e133af75f19c6f91" dmcf-pid="yU1tTb2X4F" dmcf-ptype="general">[이채린 기자 rini113@donga.com]</p>
         </section> 
        </div> 
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