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현재 전기자동차 같은 고용량, 고출력 전자기기에 사용되는 고성능 리튬이차전지에는 기존의 폴리올레핀계 분리막 대신 열 안정성, 기계적 강도 및 전해액에 대한 함침성을 개선한 세라믹코팅분리막을 통상적으로 사용하고 있다. 본 논문에서는 현재 세라믹코팅분리막에 통상적으로 사용되는 상용 ...

현재 전기자동차 같은 고용량, 고출력 전자기기에 사용되는 고성능 리튬이차전지에는 기존의 폴리올레핀계 분리막 대신 열 안정성, 기계적 강도 및 전해액에 대한 함침성을 개선한 세라믹코팅분리막을 통상적으로 사용하고 있다. 본 논문에서는 현재 세라믹코팅분리막에 통상적으로 사용되는 상용 알루미나 대신 수열합성법과 하소 공정을 통해 직접 합성한 중공구 알루미나를 분리막에 코팅하여 신규 세라믹코팅분리막을 제조하였다. 다공성 쉘 구조인 중공구 알루미나는 비중공구 입자 대비 단위 면적당 줄어든 입자 무게로 인해 세라믹코팅분리막에 코팅할 시, 비중공구 알루미나로 코팅한 세라믹코팅분리막보다 리튬이차전지 내부 부품에서 차지하는 무게 비율을 감소시켜 결과적으로 에너지밀도를 소폭 향상시킬 수 있다. 또한, 높은 비표면적과 기공 부피로 인해 전해액 함침성을 더욱 개선시키고, 쉘 내부에 전해액을 저장하여 리튬 이온을 전도하는 경로 역할을 함으로써, 리튬 이온의 확산 계수에 영향을 미칠 수도 있는 것으로 알려져 있다. 제조한 신규 세라믹코팅분리막은 전해액 함침도, 기공도, 열수축율을 측정하여 폴리올레핀계 분리막 대비 전반적으로 물성이 향상된 것을 확인하였다. 그런 다음 신규 세라믹코팅분리막을 코인 하프-셀에 적용 및 전기화학 성능을 평가하여 전기화학 특성이 향상된 물성에 비례해 증가한다는 것을 확인하였다.

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