◎ 정의

이차전지의 주요 소재인 전극 및 전해액 내에 성능 개선을 위해 첨가되는 물질로 바인더와 전해액 첨가제 등을 포함

◎ 필요성

4차산업혁명시대 진입에 따라 스마트화 시대의 가장 중요한 기술로 이차전지 산업이 주목받고 있으며, 스마트폰 등의 소형 IT기기에서부터 전기차로 대변되는 스마트 카, 에너지저장 기술이 핵심인 스마트그리드 등 전기 수요를 능동적으로 조절할 수 있는 핵심기술로 이차전지가 주목받고 있음

차세대 배터리는 현재 리튬이온전지보다 에너지밀도와 안전성이 높고, 빠른 충전과 장수명이 가능해야 하며, 가격은 저렴해야 함. 글로벌 이차전지 기업들은 스마트폰 등의 휴대기기 5G 상용화, 에너지저장장치 및 전기차 보급의 급격한 확산과 더불어 급격히 수요가 증가하고 있기 때문에 고출력 및 고수명 이차전지용 바인더 기술이 새로운 돌파구가 될 수 있음

최근 이차전지 시장이 소형 모바일 전자기기에서 전기자동차와 에너지저장시스템과 같은 중대형기기로 확대됨에 따라 높은 에너지 밀도를 가지는 이차전지가 요구됨

양극, 음극, 전해액, 분리막으로 구성되는 이차전지에서 이차전지용 바인더는 기재에 활물질과 도전재를 물리적으로 결합시켜 안정화시키는 역할

이차전지 양극은 양극의 틀을 잡아주는 얇은 알루미늄 기재에 활물질과 도전재 그리고 바인더가 섞인 합제가 입혀져 있음

▪활물질은 리튬이온을 포함하고 있는 물질이고, 도전재는 리튬산화물의 전도성을 높이기 위해서 넣고, 바인더는 알루미늄기재에 활물질과 도전재가 잘 정착할 수 있도록 도와주는 일종의 접착 역할을 함

이차전지 음극은 음극(구리) 기재에 활물질, 도전재, 바인더가 입혀진 형태로 이루어져 있는데, 음극활물질은 양극에서 나온 리튬이온을 가역적으로 흡수/방출하면서 외부회로를 통해 전류를 흐르게 하는 역할을 수행

▪음극 극판의 팽창을 효율적으로 제어할 수 있어 리튬이차전지의 수명 특성을 개선시킴

이차전지용 바인더는 수계 바인더와 유기계 바인더 소재로 크게 나눌 수 있으며, 전극 활물질 간의 결착을 위한 결착제와 증점제로 구성