프로젝트 소개
본 과제는 리튬이온 2차전지의 성능과 안전성을 향상시키기 위해 고용량 양극에 사용될 폴리이미드(PI) 수지 바인더를 개발하고 상용화하는 연구임.
연구 목표는 고형분 15~18wt%, 점도 500~1500 cps, 인장 강도 60MPa 이상, 연신율 8±3%, 열팽창 계수 50ppm/℃ 이하, 극판 접착성 250N/m 이상, 가연성(LOI) 40 이상을 만족하는 폴리이미드 수지 바인더를 개발하여 4.3V 충전 전압에서 상용 PVDF 바인더와 동등한 수준의 충방전 싸이클 성능을 확보하는 것임. 핵심 연구 내용은 금속 성분과 계면 결합을 갖는 PI 분자구조 설계 및 중합 공정 변수 도출, 가용성 PI 제조 공정 수립과 1차 시제품 제조임. 또한, 개발 바인더를 Ni-rich NCM 양극에 적용하여 고전압 충방전 성능을 평가하고, 바인더 소재 설계 피드백 및 양극-전해액 계면안정성 평가 기반을 구축하는 것임. 기대 효과는 기존 PVDF 바인더를 대체하여 내열성 및 안전성을 강화하고, 양극의 고전압화 및 고용량화를 통한 전기화학적 특성 개선임. 이를 통해 국산화 및 대일 의존성 탈피가 가능하며, 반도체용 chemical 정제 분야와 Si계 음극 바인더로의 응용 분야 확장도 기대됨.