리튬이차전지를 구성하기 위해서는 리튬 이온을 저장 또는 공급할 수 있는 양극 및 음극, 양 전극으로 리튬 이온을 제공하거나 받을 수 있는 전해액, 그리고 전지의 양극과 음극의 물리적 접촉을 차단하기 위해 미세다공성막인 분리막(Separator)이 사용된다.

분리막의 역할은 크게 두 가지로 설명될 수 있다. 1) 두 전극간의 전기적 단락을 방지하고, 2) 전기화학 반응이 지속적으로 진행될 수 있도록 이온전달의 통로를 제공하는 것이다. 이러한 점에서 전지의 성능과 분리막의 물리적 인자는 매우 밀접한 상관관계를 가지고 있다. 분리막의 두께, 기공도, 기공 크기와 분포, 그리고 굴곡도에 의해 통기특성이 Gurley Number에 영향을 받는다.

특히, 분리막의 두께로 환산한 Normalized Gurley Number가 Ionic Conductance와 상관관계가 강하고, 이 인자 값에 의해 전지의 율별 특성이 크게 영향을 받게 된다. 물론, 전해액이나 전극 선택에 따라 전지 성능의 절대값이 달라질 수 있으나, 동일 조건에서는 Normalized Gurley Number나 Ionic Conductance가 중요하다고 보고된다. 그러므로 적절한 분리막의 선정은 에너지 밀도, 출력 밀도, 수명 특성, 및 안전성 등을 포함하는 전체적인 전지 특성에 매우 중요한 영향을 끼친다.

본 보고서에서는 4대 소재 중 분리막에 대한 기술적인 동향 및 시장 정보를 집중적으로 다뤘다. 특히 이차전지의 안전성을 확보하기 위해 업계에서 주목하고 있는 내열 분리막 개발 관련 기술 동향을 추가하여 보고서를 구매하는 업계 종사자들에게 도움이 되고자 하였다.

Chapter Ⅰ. 분리막 기술 현황 및 개발 Trend

1. 서 론

2. 분리막 종류

1.2.1 미세 기공막

1.2.2 부직포

Chapter Ⅱ. 폴리올리핀계 분리막

1. 폴리올리핀계 분리막 제조 공정

2.1.1 건식법

2.1.2 습식법

2. 폴리올리핀계 분리막의 물성

2.2.1 두께 (Thickness)

2.2.2 공기 투과도 (Air Permeability)

2.2.3 기공도/기공 크기 (Porosity/Pore Size)

2.2.4 이온 전도도 (Ionic Conductivity)

2.2.5 MaxMullin Number

2.2.6 전기적/전기화학적 안정성 (Electrical/Electrochemical Stability)

2.2.7 내산화성 (Oxidation Stability)

2.2.8 젖음성 (Wettability)

2.2.9 인장 강도 (Tensile Strength)

2.2.10 침파 강도 (Puncture Strength)

2.2.11 혼합 관통 강도 (Mix Penetration Strength)

2.2.12 열 수축 (Thermal Shrinkage)

2.2.13 Melt-down

2.2.14 휨 정도 (Skew)

2.2.15 결함 (Defects)

2.2.16 전지조립성 (Cell Assembly)

3. 폴리올리핀계 분리막과 전지의 관계

2.3.1 전지 성능

2.3.2 전지 안전성

Chapter Ⅲ. 부직포 분리막

1. 부직포 분리막 제조 공정

3.1.1 Dry-laid 공법

3.1.2 Wet-laid 공법

3.1.3 Spun-bond

3.1.4 Melt-blown 공정

3.1.5 Web Bonding

2. 부직포 분리막의 물성

Chapter Ⅳ. 내열 분리막 최신 기술 동향

Chapter Ⅴ. 분리막 시장 동향 및 전망

1. 국가별 수요 현황

2. 소재별 수요 현황

3. 공급 업체별 시장 현황

4. LIB 업체별 수요 현황

SDI/LGC/SKI/Panasonic/CATL/ATL/BYD/Lishen/Guoxuan/AESC

5. 분리막 생산 캐파 전망

6. 소재별 수요 전망

7. 분리막 가격 동향

Chapter Ⅵ. 분리막 생산업체 현황

1. 한국 분리막 업체

SKIET/W-Scope

2. 일본 분리막 업체

Asahi Kasei/Toray/Ube/Sumitomo

3. 중국 분리막 업체

SEM/Senior/CYG/ZIMT/CZMZ