배터리의 안전성을 위한 핵심 소재, 분리막

분리박, 배터리의 안전성을 위한 핵심 소재

 

 

출처 : SKIET 홈페이지

 

 

분리막의 주요 기능 3가지(배터리 단락 방지,이온의 이동차단,배터리 성능 강화)

분리막은 양극과 음극이 서로 만나지 않도록 둘 사이를 가로막는 소재입니다. 분리막의 주요 기능은 배터리의 양극와 음극이 서로 달라 붙는 현상을 방지하고 배터리가 과열할때 분리막에 있는 미세공을 폐쇄하여 이온의 이동을 차단하고 배터리의 용량과 배터리 수명 및 고속 충전에 필요한 역할을 합니다.

 

분리막은 배터리 재료원가 비중이 16%로 양극재 52%에 이어 두번째로 많은 비중을 차지합니다.(음극재 14%, 전해액 8%)

 

분리막은 양극재와 음극재 중간에 놓여 있으며 말그대로 양극재와 음극재를 분리하는 미세다공성 초박막 필름입니다.

얇은 막의 절연소재로 미세한 구멍들이 있습니다. 분리막은 폴리에틸렌(PE)과 폴리프로필(PP)등 고분자 소재로 절연 특성이 매우 뛰어납니다.

 

건식, 습식 분리막

가공 방식에 따라 분리막은 건식과 습식 분리막으로 나눕니다.

건식 방식은 기계적인 가공방법으로 공정은 단순하지만 분리막에서 중요한 미세한 구멍들은 균일하게 만들기가 어려우며 강도도 비교적 약합니다. 반면에 습식 방식은 첨가제등으로 화학적인 가공방법으로 제조공정이 복잡하고 그에 따라 가격도 비쌉니다. 그렇지만 기공의 크기를 균일하게 만들 수 있어 리튬이온이 자유롭게 이동이 가능하며 강도도 강합니다.

 

EV용 배터리 수요가 증가함에 따라 분리막의 수요도 증가하고 있으며, EV용으로는 습식 분리막이 더 좋습니다.

최근 배터리의 에너지밀도가 높아지고 얇고 안전한 분리막을 선호하고 수요가 증가함에 따라 습식 분리막의 수요도 증가하고 있습니다.

 

습식 분리막의 전체 비중은 21년 67% 에서 25년 72%, 30년 79% 로 확대될 전망이고 건식 분리막은 21년 33% 에서 25년 28%,30년 21% 로 축소될 전망입니다.

 

 

시장 점유율 일본(35%)과 한국(12% )이 주도

분리막 시작은 21년 43억달러에서 30년 186억달러로 향후 10년간 4배정도 급성장 할 것으로 예측하고 있습니다.

분리막 시장의 연간성장율은 24년까지 20%이상의 고성장을 하다가 이 후로 연간 10%의 안정적인 성장을 할 것으로 예측하고 있습니다.

 

글로벌 분리막 시장 수급은 23년부터 부족현상에 접어 들고 있습니다. EV용으로 쓰이는 분리막은 습식 중에서도 Tier-1습식 분리막입니다. 이 것도 23년부터 부족현상이 일어나고 있습니다.

 

분리막 시장의 점유율은 일본이 35% ( Asahi 18%,Toray 12%,기타 5%) , 한국이 12%(SKIET 12%)로 다른 소재보다 조금 높습니다. 물론 분리막도 중국이 전체의 53%를 차지하고 있습니다.

 

전기차용 고성능 배터리에 쓰이는 습식 분리막은 품질경쟁력이 높은 일본과 한국기업들이 시장을 주도 하고 있습니다.

그 중에서도 Tier-1 습식 분리막은 SKIET 27%, Asahi 24%,Toray 24% 등 한국과 일본이 74%를 차지하고 있습니다.

Tier-1 습식 분리막의 가격은 25년에는 100%가까이 차이가 날 것으로 확대될 것입니다.

 

최근 배터리 화재 이슈가 부각되고 있습니다. 따라서 고성능과 안정성을 갖춘 분리막이 더욱더 중요해지고 있으며 품질의 우수성을 기반으로 한국과 일본의 Tier-1 분리막을 생산하는 기업은 더욱더 시장지배력을 강화해 나갈 것입니다.