믹싱 공정에서 양극과 음극 극판을 만들 때 ‘바인더’라는 물질을 넣는다고 설명드린 적이 있죠. 바인더는 활물질과 도전재가 집전체에 잘 붙을 수 있도록 넣어주는 일종의 접착 물질입니다. 오늘은 이 바인더에 대해서 자세히 알아보겠습니다.
바인더란?
전극 공정에서는 ‘슬러리’라는 것을 만든다고 소개해 드린 바 있는데요. 슬러리는 활물질과 도전재, 용매, 첨가제 등이 잘 섞이는 것이 중요합니다. 활물질과 도전재가 잘 섞여야 집전체에 균일하게 도포되고, 이것이 배터리의 성능으로 연결되기 때문인데요. 슬러리가 집전체에 균일하게 도포될 수 있도록 첨가하는 물질이 바로 ‘바인더’입니다.
*집전체 : 이차전지에서 박막(두께가 얇은) 극판의 구성요소, 전기화학 반응을 일으켜, 전자를 외부와 내부로 오고 갈 수 있게 만드는 통로
바인더의 종류
바인더는 쉽게 말해 접착제의 역할을 합니다. 크게 비수계 바인더인 PVdF와 수계 바인더인 SBR, CMC로 나뉘는데요. SBR, CMC 바인더는 PVdF보다 결착력이 우수하여 바인더 양을 줄일 수 있고, 용매로 물을 사용하기 때문에 친환경적입니다. 이러한 장점들 때문에 비수계 바인더보다는 수계 바인더에 대한 연구개발이 더 활발하게 진행되고 있죠.
바인더의 역할
바인더는 배터리 성능에도 중요한 영향을 끼칩니다. 배터리의 충·방전이 반복적으로 진행되면 음극재에 부피 변화가 생겨 배터리 수명, 충전 시간 등 성능을 저하시킬 수 있는데요. 전극 소재들의 결착력을 높여주는 ‘바인더’를 통해 이런 문제를 보완할 수 있습니다.
바인더는 양극과 음극에서 모두 중요한 역할을 합니다. 최근에는 실리콘 음극재를 사용하는 경우가 늘면서 바인더에 대한 관심도 더 늘어나고 있는데요. 실리콘을 사용한 음극재는 부피 변화가 더 크기 때문에 이를 보완할 수 있는 바인더 기술이 중요해지고 있는 것이죠. 바인더는 이처럼 적은 양으로도 중요한 역할을 하고 있습니다. 바인더의 역할과 중요성, 꼭 기억해야겠죠?