「차세대 건식 공정 비불소계 감압 바인더」개발 배터리융합공학과 최성훈 교수
- 작성자 배터리융합공학과
- 작성일 2025.06.10
- 조회 273
문화예술·공과대학 배터리융합공학과 최성훈 교수 연구팀이 기존의 환경 유해성과 성능 한계를 극복한 비불소계 고무 고분자 기반 감압 바인더 소재를 개발, 차세대 건식 공정 음극 제조에 적용 가능한 핵심 기술을 확보했다.
연구팀은 차세대 배터리 제조 기술로 주목받는 건식 공정에 최적화된 접착제 소재로서, 기존 Polytetrafluoroethylene（PTFE） 바인더의 환경 문제와 전기화학적 불안정성을 동시에 극복할 수 있는 감압형 고무 고분자 바인더를 구현하였다.
건식 공정은 분말을 용매 없이 직접 전극화 할 수 있어, 습식 공정 대비 건조 과정이 생략되고 에너지 소비가 낮아, 공정비용 절감 및 친환경성이 높은 기술로 평가되지만, 기존 PTFE 바인더는 분해반응과 생체 축적 문제로 지속적인 대체 요구가 제기되어 왔다.
이번에 개발된 감압 바인더는 상온에서 상용 롤-투-롤（Roll-to-roll） 전극 제조 조건에서도, 분말-투-필름（Powder-to-Film） 공정에서 대면적 전극 제조가 가능할 뿐만 아니라, 음극 전압 범위에서도 안정적인 특성을 유지, 고에너지 밀도 배터리 제조가 가능함을 입증했다.
또한, 감압 바인더는 전극 내 활물질 간에 브릿지 구조를 형성해 기계적 안정성과 전기전도성을 동시에 확보했으며, 7 mAh/cm² 이상의 두꺼운 전극 조건에서도 우수한 셀 성능과 수명 특성을 보여, 고용량 배터리 상용화를 위한 핵심 소재로서의 잠재력을 입증했다.
특히, 이번 연구 결과는 세계적 권위의 국제 학술지인 ‘ACS Energy Letters’（Impact Factor=19.3）에 게재되며, 차세대 배터리 공정의 경제성, 환경성, 성능 효율을 획기적으로 개선할 수 있는 소재 기반 기술로 평가받고 있다.
한편, 이번 연구는 한국에너지기술평가원의 ‘에너지국제공동연구 사업’의 지원을 받아 수행되었으며, 대구경북과학기술원（DGIST） 김진수 교수, 한국에너지기술연구원 연구진과의 공동연구를 통해 추진되었다.
연구팀은 차세대 배터리 제조 기술로 주목받는 건식 공정에 최적화된 접착제 소재로서, 기존 Polytetrafluoroethylene（PTFE） 바인더의 환경 문제와 전기화학적 불안정성을 동시에 극복할 수 있는 감압형 고무 고분자 바인더를 구현하였다.
건식 공정은 분말을 용매 없이 직접 전극화 할 수 있어, 습식 공정 대비 건조 과정이 생략되고 에너지 소비가 낮아, 공정비용 절감 및 친환경성이 높은 기술로 평가되지만, 기존 PTFE 바인더는 분해반응과 생체 축적 문제로 지속적인 대체 요구가 제기되어 왔다.
이번에 개발된 감압 바인더는 상온에서 상용 롤-투-롤（Roll-to-roll） 전극 제조 조건에서도, 분말-투-필름（Powder-to-Film） 공정에서 대면적 전극 제조가 가능할 뿐만 아니라, 음극 전압 범위에서도 안정적인 특성을 유지, 고에너지 밀도 배터리 제조가 가능함을 입증했다.
또한, 감압 바인더는 전극 내 활물질 간에 브릿지 구조를 형성해 기계적 안정성과 전기전도성을 동시에 확보했으며, 7 mAh/cm² 이상의 두꺼운 전극 조건에서도 우수한 셀 성능과 수명 특성을 보여, 고용량 배터리 상용화를 위한 핵심 소재로서의 잠재력을 입증했다.
특히, 이번 연구 결과는 세계적 권위의 국제 학술지인 ‘ACS Energy Letters’（Impact Factor=19.3）에 게재되며, 차세대 배터리 공정의 경제성, 환경성, 성능 효율을 획기적으로 개선할 수 있는 소재 기반 기술로 평가받고 있다.
한편, 이번 연구는 한국에너지기술평가원의 ‘에너지국제공동연구 사업’의 지원을 받아 수행되었으며, 대구경북과학기술원（DGIST） 김진수 교수, 한국에너지기술연구원 연구진과의 공동연구를 통해 추진되었다.