이번 시간에는 2차 전지 첨가 물질중 하나인 바인더(활물질의 접착제)에 대하여 알아보겠습니다.
1. 바인더란?
2차 전지 제조 공정중 ‘믹싱 공정’에서 극판 제조시 바인더라는 물질을 넣습니다. 활물질과 도전재가 물리적으로 잘 결합하고 집전체(극판)에 골고루 도포 되도록 접착제 역할을 하는 첨가 물질입니다. 전극 공정에서 만들어진 ‘슬러리’가 얼마나 균일하고 정확하게 붙어 있는지가 배터리 성능을 결정짓는 주요한 요건입니다.
2. 바인더의 종류
이차 전지 성능을 결정 짓는 주요한 요소중 하나가 바로 활물질의 함량이기 때문에 바인더의 함량을 줄이고 활물질들의 함량이 늘어야 에너지 밀도가 상승하게 됩니다. 크게 ‘비수계 바인더(PVDF)’랑 ‘수계 바인더(SBR,CMC)’로 나뉘게 됩니다 ‘수계 바인더’가 ‘비수계 바인더’보다 접착력이 더 좋아 최소한의 면적으로 서로 붙잡을 수 있고 용매로는 물을 사용해 친환경적이기 때문에 ‘수계 바인더’의 개발이 더 활발히 진행 된다고 합니다.
이차 전지 제조 업체마다 특성이 달라 더 다양한 조합이 연구되고 있습니다. 나아가 배터리 화재의 주된 원인인 수많은 충방전 싸이클로 인한 음극재 부피 변화(내부저항 증가 등) 같은 것들도 바인더의 특성을 통해 보완 할 수 있는 연구도 활발히 진행되고 있다고 합니다. 뿐만 아니라 실리콘 등 다양한 소재가 활물질로 쓰이며 바인더도 그에 맞게 적합한 소재들로 변해간다고 합니다. 많지는 않지만 아주 적은 양으로도 큰 영향력을 끼치는 소재라고 할 수 있겠습니다.