도레이（Toray Industries）의 비다공성 분리막은 리튬이온 배터리의 용량을 높이고 웨어러블 전자기기와 전기자동차의 배터리 안전성을 향상시킬 수 있다고 Electronics Weekly가 보도했다.

 

 

리튬 배터리 시장이 계속 확대됨에 따라 용량과 에너지 밀도를 높여야 할 필요성이 커지고 있다. 높은 이론 용량과 낮은 산화환원 전위를 가진 리튬 금속 음극 배터리가 이제 주목받고 있다. EW는 다음과 같이 언급했다. “이 음극은 아직 실제 사용되지 않고 있는데, 충전 중 리튬 금속 표면에 리튬 덴드라이트가 형성되어 분리막을 뚫고 안전성을 저하시키는 단락을 일으키기 때문이다. 리튬 덴드라이트는 미세다공막의 기공을 따라 형성된다. 분리막의 기공을 없애면 이러한 성장을 막을 수 있지만, 그 단점은 리튬 이온 투과성이 크게 저하된다는 것이다. 이온 전도성을 유지하면서 덴드라이트를 억제하는 것이 필수적이다.”

 

리튬 금속 음극을 사용하는 배터리 는 용량이 더 크고 더 높은 안전 요건을 요구하기 때문에, 분리막의 내열성과 열 안정성을 높일 필요가 있다. 도레이는 분자 사슬 간의 간격과 리튬 이온에 대한 친화력을 제어하기 위해 오랫동안 사용해 온 고내열성 아라미드 폴리머 분자 설계 기술을 활용하여 이 과제를 해결했다.

 

뛰어난 내열성을 가진 고이온전도성 폴리머를 사용함으로써, 도레이는 리튬 금속 음극 배터리에서 덴드라이트 형성을 억제할 수 있으며, “이 폴리머를 미세다공성 분리막 위에 무공극층을 형성한 비다공성 분리막으로” 사용해 이온 전도성을 유지할 수 있음을 발견했다.

 

이 분리막은 덴드라이트로 인한 단락을 억제하며, 100회의 충방전 사이클 후에도 용량의 80% 이상을 유지한다. 미래의 리튬이온 배터리를 위한 초고용량과 안전성에 대한 연구는 여전히 필요하지만, 배터리 수요가 이러한 발전을 이끌고 있다.