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리튬 이온 전지의 양극과 음극 사이에 물리적인 층을 만들어주는 분리막은 분리막의 품질에 따라 리튬 이온 전지의 성능을 결정함에 따라 많은 관심을 받고 있다. 일반적으로 전기화학적 안정성과 적절한 역학적 강도를 갖고 있는 폴리에 틸렌과 폴리프로필렌으로 구성된 다공성 막이 리튬 이온 전지의 분리막으로 사용된다. 하지만 폴리에틸렌과 폴리프로필렌의 낮은 열 저항성과 젖음성으로 인해 리튬 이온 전지의 잠재력을 충분히 끌어내지 못한다. 녹는점 이상의 온도에 도달하게 되면 분리막의 구조가 변형되고 리튬 이온 전지는 단락된다. 분리막의 낮은 젖음성은 낮은 이온전도도와 부합하고, 이는 전지의 저항을 상승시킨다. 이러한 폴리에틸렌과 폴리프로필렌 분리막의 단점을 극복하고자 이중 전기방사방법, 코팅 층 도포 방법, 코어 셸 구조 형성 방법, 제지법 등 여러 가지 방법들이 연구되었다. 언급된 방법들로 합성된 분리막들은 열 저항성과 젖음성이 크게 향상되었고 유연성과 인장 강도 같은 역학적 특성도 향상되었다. 본 리뷰 논문에는 각기 다른 방법으로 형성된 리튬 이온 전지의 분리막에 대해서 다루고 있다.
Separators, which produces physical layer between a cathode and anode, are getting enormous attention as the quality of the separator determines the performance of lithium ion batteries (LIBs). Porous membranes based on polyethylene (PE) and polypropylene (PP) are generally utilized as the separator of LIBs because of their high electrochemical stability and suitable mechanical strength. However, low thermal resistance and wettability of PE and PP membranes limited the potential of LIBs. Operating at the temperature exceeding the melting point of membranes, the separators change their structures which lead to short circuit of LIBs. Low wettability of the separators corresponds to low ionic conductivity which increases the cell resistance. To overcome these weaknesses of PE and PP separators, different types of separator were prepared by co-electrospinning, applying coating layer, forming core shell around membrane, and papermaking method. The synthesized separator greatly enhanced the heat resistance and wettability of separator and mechanical properties like flexibility and tensile strength. In this review different type of polymer membrane used as separator in lithium ion battery are discussed.
Abstract
1. Introduction
2. Separator
2.1. Membrane based on nanofiber
2.2. PVDF based membrane
2.3. Composite nanofiber membrane
2.4. Coated membrane
2.5. Core shell membrane
2.6. Heat resistant membrane
3. Conclusions
Reference
