-- 고온 환경에서 상온에서의 기존 배터리를 초과하는 수명 기록

-- 60℃에서 약 9,000 사이클의 배터리 수명으로 전 세계 고온 지역에서 전기화 추진 도모

(도쿄 2023년 4월 19일 PRNewswire=연합뉴스) 3DOM Alliance Inc.[https://www.3dom.co.jp/ ]("3DOM Alliance")가 자사의 독자적인 분리기인 X-SEPA™와 고온 환경에 최적화된 내열성 전해액을 사용한 리튬이온 배터리를 개발했다고 발표했다. 충전-방전 수명 테스트의 데이터에 따르면, 이 배터리는 고온 환경에서 상온 환경의 기존 배터리 수명을 초과하는 것으로 나타났다. 3DOM Alliance는 이 배터리의 수명이 약 9,000 사이클에 이를 것으로 예상했다.

3DOM Alliance가 개발한 X-SEPA™는 균일한 3차원 배열의 기공을 포함하는 내열성 폴리이미드 멤브레인인 3DOM(3차원 배열 매크로 다공성) 분리기가 여러 층으로 구성된 것이다. 이를 통해 배터리 수명이 길어질 뿐만 아니라 신뢰성, 내열성, 고속 충방전이 향상된다. 3DOM Alliance는 대량생산을 준비하고 있으며, 올 2월부터는 X-SEPA™의 샘플을 제공하기 시작했다.

세계적인 탈탄소화가 진행되는 가운데, 특히 개발도상국에서는 전기 모빌리티 솔루션에 대한 수요가 증가하고 있다. 이들 국가 중 다수는 세계에서 가장 더운 지역에 속한다. 그러나 고온 환경에서는 범용 전해액이 열화되는 경향이 있어 배터리 수명이 크게 단축되는 문제가 있다. 이는 제조, 폐기물 및 비용이 증가하는 원인이 되며, 배터리 전기화의 보급을 가로막는 주요 저해 요인이기도 하다.

3DOM Alliance는 고온 지역의 시장 요구에 부응해 내열성 전해액과 함께 X-SEPA™를 사용함으로써 고온 환경에서 수명이 연장된 리튬이온 배터리를 개발했다. 내열성 전해액은 점도가 높고 끓는점이 높은 특성이 있어 고온 환경에서 전해액의 열화를 억제한다는 이점이 있는 반면, 높은 점도로 인해 범용 폴리프로필렌 분리기에서는 호환성이 낮아 리튬이온 배터리에 사용하기에는 부적합한 것으로 알려져 있다. 이에 반해, X-SEPA™은 높은 다공성 구조와 폴리이미드 소재로 인해 유기 전해질에 대한 높은 습윤성이 있어 기존의 분리기에서는 사용이 불가능했던 높은 점도와 높은 끓는점 특성이 있는 전해액을 사용하는 것이 가능하다.

그림 1. 60℃에서 충방전 수명 비교. 자료 출처: 3DOM Alliance