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. 이들은 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?