[일본] 3DOM Alliance, X-SEPA™ 사용 리튬이온 배터리 개발

고온 환경에서 상온에서의 기존 배터리를 초과하는 수명 기록

60℃에서 약 9천 사이클의 배터리 수명으로 전 세계 고온 지역에서 전기화 추진 도모

3DOM Alliance Inc.가 자사의 독자적인 분리기인 X-SEPA™와 고온 환경에 최적화된 내열성 전해액을 사용한 리튬이온 배터리를 개발했다고 발표했다. 충전-방전 수명 테스트의 데이터에 따르면, 이 배터리는 고온 환경에서 상온 환경의 기존 배터리 수명을 초과하는 것으로 나타났다. 3DOM Alliance는 이 배터리의 수명이 약 9,000 사이클에 이를 것으로 예상했다.

3DOM Alliance가 개발한 X-SEPA™는 균일한 3차원 배열의 기공을 포함하는 내열성 폴리이미드 멤브레인인 3DOM(3차원 배열 매크로 다공성) 분리기가 여러 층으로 구성된 것이다. 이를 통해 배터리 수명이 길어질 뿐만 아니라 신뢰성, 내열성, 고속 충방전이 향상된다. 3DOM Alliance는 대량생산을 준비하고 있으며, 올 2월부터는 X-SEPA™의 샘플을 제공하기 시작했다.

세계적인 탈탄소화가 진행되는 가운데, 특히 개발도상국에서는 전기 모빌리티 솔루션에 대한 수요가 증가하고 있다. 이들 국가 중 다수는 세계에서 가장 더운 지역에 속한다. 그러나 고온 환경에서는 범용 전해액이 열화되는 경향이 있어 배터리 수명이 크게 단축되는 문제가 있다. 이는 제조, 폐기물 및 비용이 증가하는 원인이 되며, 배터리 전기화의 보급을 가로막는 주요 저해 요인이기도 하다.

3DOM Alliance는 고온 지역의 시장 요구에 부응해 내열성 전해액과 함께 X-SEPA™를 사용함으로써 고온 환경에서 수명이 연장된 리튬이온 배터리를 개발했다. 내열성 전해액은 점도가 높고 끓는점이 높은 특성이 있어 고온 환경에서 전해액의 열화를 억제한다는 이점이 있는 반면, 높은 점도로 인해 범용 폴리프로필렌 분리기에서는 호환성이 낮아 리튬이온 배터리에 사용하기에는 부적합한 것으로 알려져 있다. 이에 반해, X-SEPA™은 높은 다공성 구조와 폴리이미드 소재로 인해 유기 전해질에 대한 높은 습윤성이 있어 기존의 분리기에서는 사용이 불가능했던 높은 점도와 높은 끓는점 특성이 있는 전해액을 사용하는 것이 가능하다.

 

그림 1. 60℃에서 충방전 수명 비교. [자료 출처 = 3DOM Alliance]

3DOM Alliance는 60℃의 조건에서 X-SEPA™ 와 내열성 전해액을 적용한 배터리와 범용 분리기 및 전해액을 적용한 배터리의 충방전 수명 테스트를 진행함으로써 고온 환경에서의 수명과 내구성을 비교 평가했다. 그림 1에서 볼 수 있듯이, 진행 중인 테스트의 중간 결과에 따르면 X-SEPA™와 내열성 전해액이 장착된 배터리가 훨씬 더 높은 용량 유지율을 나타낸다는 사실을 확인할 수 있다. 심지어 고온 환경에서도 상온 환경에서의 일반 배터리보다 충방전 수명이 더 긴 것으로 나타났다.

또한, 그림 2에서 볼 수 있듯이, 3DOM Alliance는 X-SEPA™와 내열성 전해액을 적용한 배터리는 수명 종료를 60%의 용량 유지율로 설정했을 때 약 9,000 사이클의 충방전 수명을 달성할 수 있을 것으로 추정하고 있다. 3DOM Alliance는 지속적인 테스트를 통해 이를 검증하고, 추가 결과가 나오는 대로 발표할 예정이다.

 

그림 2. X-SEPA™ 과 내열성 전해액을 사용한 배터리의 충방전 수명(제곱근) 예측. [출처 = 3DOM Alliance]

3DOM Alliance의 자회사인 noco-noco Pte. Ltd.("noco-noco")는 싱가포르에 기반을 둔 탈탄소화 솔루션 제공업체로서 X-SEPA™이 탑재된 배터리를 제공할 계획이다. 현재 noco-noco는 이달 초 발표된 Assemblepoint Co., Ltd.와의 전기차 미니버스 프로젝트를 포함한 동남아시아의 여러 프로젝트를 통해 3DOM Alliance의 배터리 기술을 모빌리티 애플리케이션에 도입하는 것을 추진하고 있다. noco-noco는 X-SEPA™를 활용함으로써 더운 기후에서 더 높은 성능과 지속 가능성을 달성할 수 있는 배터리의 수요에 부응해 남아시아 및 동남아시아와 같은 목표 시장에서 전기화를 가속화하는 것을 목표로 하고 있다.

3DOM Alliance Inc. 소개

2014년 일본에서 설립된 3DOM Alliance Inc.는 탈탄소화 및 생태계 보전을 촉진하는 첨단 기술 및 비즈니스 모델의 연구 개발을 통해 환경 문제를 해결하고자 노력하는 회사다. 3DOM Alliance Inc.에 대한 자세한 내용은 회사 웹사이트 www.3dom.co.jp를 참조한다.

noco-noco Pte. Ltd. 소개 

noco-noco Pte. Ltd.는 탄소 중립 경제로의 글로벌 전환을 가속화하기 위해 노력하는 탈탄소화 솔루션 제공업체이자 3DOM Alliance의 계열사다. noco-noco는 독자적인 다층 배터리 분리기인 X-SEPA™와 지속가능한 모빌리티 서비스 및 혁신적인 에너지 관리 플랫폼을 제공함으로써 깨끗하고 저렴하며 지속가능한 에너지 솔루션에 대한 수요를 해소하고 있다. noco-noco에 대한 자세한 내용은 회사 웹사이트 www.noco-noco.com을 참조한다.

출처: noco-noco

[출처 = PR newswire(https://kr.prnasia.com/story/92420-9.shtml) / 2024년 4월 19일]