이차전지 전극 제조 바인더

바인더

바인더는 전극을 기계적으로 안정화하는 역할을 하는 물질이다. 집전체에 슬러리를 균일하게 도포되게 하며, 충/방전이 반복적으로 진행될 때 활물질 또는 도전재 사이의 결합이 느슨해지는 것을 방지한다.

 

활물질은 무기물이기에 수분을 머금어도 열처리과정에서 수분이 증발하고 제 모습(상)을 가지며 일정한 형태를 지닌다. 하지만 Binder은 유기물로써 수분을 머금으면 고착화되어 그리고 이를 열처리 하여도 상이 원래모습대로 일정하게 돌아오지않는다. 이는 유기물의 특징으로 XRD(분자배열의 상태를 피크로 보여주어 어떤 상을 가지고 있는지 파악할 수 있음)로 확인해도 매번 불균일한 모습을 보인다. 따라서 이를 막기위해 Dryroom에서 공정을 진행해 수분을 최대한 없앤 상태에서 작업해야한다.

 

 

 

전극내 바인더 (출처 - LG에너지솔루션)

 

수계바인더

수계바인더는 물을 용매로 사용하는 바인더이다. 수계바인더는 분말끼리 미리 섞는 분말 믹싱법을 사용한다. 음극 활물질, SBR, CMC등 분말을 먼저 섞고 물에 녹이는 과정을 거쳐 슬러리를 만든다. 이 공정은 용매로 물을 사용하기 때문에 기존 유기용매 바인더보다 친환경적이다. 하지만 아직 많은 회사가 이 공정을 선택하지않는데, 그 이유는 수계바인더를 사용한 전지는 충/방전 시 가스가 많이 배출하기 때문이다. 전지를 충/방전하면 음극과 전해액이 만나 SEI막을 구성한다. 하지만 수계바인더를 사용한 전극은 전해액 뿐만 아니라 수계바인더하고도 반응하여 가스가 많이 방출하게 된다.