전체기사 최신뉴스 GAM
KYD 디데이
산업 재계·경영

속보

더보기

[Tech 스토리] 배터리 안전의 핵심 '분리막'

기사입력 :

최종수정 :

※ 본문 글자 크기 조정

  • 더 작게
  • 작게
  • 보통
  • 크게
  • 더 크게

※ 번역할 언어 선택

배터리 쇼트·이물질 막는 '프론트 맨' 역할
에너지 밀도 높이기 쉬운 습식 분리막 대세

기업들의 신기술 개발은 지속가능한 경영의 핵심입니다. 이 순간에도 수많은 기업들은 신기술 개발에 여념이 없습니다. 기술 진화는 결국 인간 삶을 바꿀 혁신적인 제품 탄생을 의미합니다. 기술을 알면 우리 일상의 미래를 점쳐볼 수 있습니다. 각종 미디어에 등장하지만 독자들에게 아직은 낯선 기술 용어들. 그래서 뉴스핌에서는 'Tech 스토리'라는 고정 꼭지를 만들었습니다. 산업부 기자들이 매주 일요일마다 기업들의 '힙(hip)' 한 기술 이야기를 술술~ 풀어 독자들에게 전달합니다.

[서울=뉴스핌] 신수용 기자 = 전기차 화재로 배터리의 안전성 문제가 불거지며 이차전지의 안전을 책임지는 '분리막'에 대한 관심이 높아지고 있습니다. 오늘은 분리막에 대해 알아보겠습니다.

◆ 분리막은 무엇인가

분리막 속 기공을 통해 리튬이온이 이동하는 모습. [사진=삼성SDI]

분리막은 양극재, 음극재, 전해질과 함께 이차전지인 리튬이온배터리를 구성하는 4대 핵심 요소입니다.

분리막 두께는 머리카락 굵기의 25분의 1에 불과한 4㎛(마이크로미터)에서 최대 25㎛지만, 이차전지 원가에 약 15%를 차지합니다.

정식 명칭은 리튬이온배터리 분리막(LiBS: Lithium-ion Battery Separator)입니다. 절연 소재로 이루어진 얇은 막으로, 양극과 음극이 서로 닿지 않으면서 리튬이온만 잘 지나다니도록 하는 것이 분리막 기술의 핵심입니다.

양극과 음극이 직접 접촉하면 단락(쇼트·합선) 현상이 발생할 수 있기 때문에, 배터리의 안전성을 위해 분리막이 꼭 필요합니다.

분리막은 양극과 음극의 직접적인 접촉은 차단하면서 0.01~1㎛(마이크로미터)의 미세한 기공(공기 구멍)으로 리튬이온만 통과시켜 전류를 발생시키는 역할을 합니다.

과전류가 흐를 경우에는 분리막의 기공이 닫히면서 리튬이온의 통로를 차단해 배터리가 더 이상 과열되지 않도록 보호하는 역할도 합니다.

또 분리막은 높은 기계적 강도를 지니고 있어 강한 힘을 받을 때 배터리 내부에서 발생하는 부산물이나 이물질들을 막아 안전성을 높이는 역할도 수행합니다.

◆ 건식분리막 vs 습식분리막

습식 분리막. [사진=LG에너지솔루션]

분리막은 주로 폴리에틸렌(Polyethylene·PE)과 폴리프로필렌(Polypropylene·PP) 등 절연 특성이 뛰어난 고분자 소재가 사용됩니다.

분리막은 제조 방식과 원재료에 따라 크게 건식과 습식으로 나눕니다.

PP와 PE, 기타 재료 등을 활용하는 건식 제조는 물리적인 연신(늘리는 공정)과 열처리 공정과 기계적인 힘으로 필름 원단을 당겨 기공을 만듭니다.

습식과 비교하면 초기 투자 비용이 덜 들고 유해 물질이 나오지 않아 비교적 친환경적이고, 제조공정도 간단하나 균일한 기공을 만들어 내는 기술 장벽이 높습니다. 이에 기공 크기가 불균일하고, 습식에 비해 기계적 강도도 약합니다.

건식은 주로 전기 버스에 사용됩니다. 습십보다 저렴하지만 두꺼워 에너지밀도를 높이기에 적합하지 않기 때문입니다.

습식 분리막은 건식에 비해 얇고 밀도가 높아 상용 전기차 대부분이 습식을 채택하는데 그만큼 고도의 기술이 요구됩니다. 유기용매 등 추가 재료가 필요하기에 단가 상승의 요소가 되기도 합니다.

습식 분리막 제조는 PE를 원재료로 고온·고압으로 납작하게 만드는 압출과 연신, 화학처리 등을 거칩니다. 압축된 PE 시트가 식으면서 서서히 굳어질 때 필름 틈에 채워져 있던 것들이 빠지면서 기공이 생깁니다.

고분자 소재와 저분자량의 왁스를 혼합해 고온에서 필름을 압출한 뒤, 용매(솔벤트)를 사용해서 왁스를 추출해 미세다공 구조를 형상하는 방식입니다. 

이 방식은 초기 투자비용이 많고 유해물질이 발생한다는 단점이 있지만, 제작이 간편하고 기공이 균일하다는 장점이 있습니다. 습식은 건식에 비해 상대적으로 가격은 높지만 얇아 에너지밀도를 높이기 좋습니다.

과거에는 분리막으로 필름 소재 하나만을 사용했지만, 최근에는 분리막의 성능을 강화하기 위해 다양한 소재와 방식으로 코팅해 사용하고 있습니다. 얇은 습식 분리막을 보완하려고 세라믹 코팅을 하는데, 안전성 강화 분리막(SRS 분리막) 같은 강화 분리막으로 불립니다.

국내에선 SK아이이테크놀로지(SKIET)와 더블유씨피(WCP)가 유일하게 습식 분리막을 생산하고 해외에선 일본의 아사히카세이, 도레이, 상해은첩 등이 진입해 있습니다.

LG화학과 도레이가 안정성 강화 분리막(SRS) 관련 특허를 일부 공동 보유 중입니다.

SNE리서치에 따르면 이차전지 분리막의 세계 시장 규모는 2021년 4조1000억원에서 2025년 11조원으로 연평균 28%가량 성장할 것으로 추정됩니다.

aaa22@newspim.com

[뉴스핌 베스트 기사]

사진
충북지사 신용한 45.4% 김영환 40.8% [서울=뉴스핌] 배정원 기자 = 6·3 지방선거 충북지사 선거에 출마한 신용한 더불어민주당 후보와 김영환 국민의힘 후보가 오차범위 안에서 접전을 벌이고 있는 것으로 23일 조사됐다. 종합뉴스통신사 뉴스핌 의뢰로 여론조사 전문기관 리얼미터가 지난 20~21일 충청북도 만 18살 이상 남녀 804명을 대상으로 실시한 충북지사 후보 지지도 조사 결과, 신 후보 45.4%, 김 후보 40.8%였다. 두 후보 간 격차는 4.6%포인트(p)로 오차범위 안이다. '없음' 5.7%, '잘 모름' 8.1%였다. ◆적극 투표층, 신용한 53.8% 김영환 39.8%  지역별로 ▲청주시 신 후보 44.7%, 김 후보 42.0% ▲충주·제천·단양 신 후보 47.0%, 김 후보 41.3% ▲보은·옥천·영동·괴산·증평·진천·음성 신 후보 45.5%, 김 후보 37.9%다. 연령별로는 ▲18~29살 신 후보 30.4%, 김 후보 38.4% ▲30대 신 후보 39.1%, 김 후보 45.4% ▲40대 신 후보 51.8%, 김 후보 36.1% ▲50대 신 후보 62.6%, 김 후보 30.1% ▲60대 신 후보 50.1%, 김 후보 38.3% ▲70대 이상 신 후보 32.5%, 김 후보 58.1%다. 성별로는 ▲남성 신 후보 47.4%, 김 후보 42.1% ▲여성 신 후보 43.4%, 김 후보 39.5%로 오차범위 안의 팽팽의 지지율을 보였다. 지지 정당별로는 민주당 지지층의 84.9%가 신 후보, 7.3%는 김 후보를 지지했다. 국민의힘 지지층의 84.9%는 김 후보, 8.0%는 신 후보를 지지했다. 적극 투표층은 신 후보가 53.8%로 39.8%의 김 후보를 크게 앞섰다. 투표 의향자 중에서는 신 후보 48.5%, 김 후보 42.3%로 오차범위 안 접전이다. '잘 모름' 신 후보 20.8%, 김 후보 34.8%이다. 이번 조사는 무선전화 가상번호 100% 자동응답(ARS) 방식으로 진행됐다. 표본오차는 95% 신뢰수준에서 ±3.5%p이며 응답률은 7.7%다. 2026년 4월 말 행정안전부 주민등록 인구를 기준으로 성별·연령별·권역별 가중치(림가중)를 적용했다. 모든 여론조사의 자세한 내용은 중앙선거여론조사심의위원회 홈페이지를 참조하면 된다. jeongwon1026@newspim.com 2026-05-23 05:00
사진
靑, 김승룡 소방청장 감찰 착수 [서울=뉴스핌] 김미경 기자 = 이재명 대통령이 22일 김승룡 소방청장에 대한 즉각적인 진상 확인을 지시해 감찰에 착수했다고 청와대가 밝혔다. 강유정 청와대 수석대변인은 이날 저녁 언론 공지를 통해 이같이 밝혔으며 현재로선 개인 비위로 인한 사유로 전해졌다. [남양주=뉴스핌] 김현우 기자 = 김승룡 소방청장 직무대행이 24일 오후 경기도 남양주 수도권119특수구조대에서 열린 현대자동차그룹-소방청 무인소방로봇 기증식에서 인사말을 하고 있다. 2026.02.24 khwphoto@newspim.com 김 청장은 허석곤 전 청장이 12·3 비상계엄 가담 의혹으로 직위 해제된 지난해 9월부터 소방청장 직무대행을 맡아왔다. 올해 3월 새 청장에 정식 임명됐다. 청와대는 어떤 사유로 김 청장에 대한 감찰에 착수했는지에 대해서는 공개하지 않았다.  일각에서는 업무 추진비와 갑질 의혹이 거론되고 있다. 관용차를 이용하는 과정에서 규정에 어긋난 부적절한 행동을 한 것 아니냐는 얘기도 흘러나온다. 청와대는 감찰 사유에 대해 '개인 비위'라고 설명했지만 구체적인 내용에 대해서는 공개하지 않고 있다. the13ook@newspim.com 2026-05-22 22:45
기사 번역
결과물 출력을 준비하고 있어요.
종목 추적기

S&P 500 기업 중 기사 내용이 영향을 줄 종목 추적

결과물 출력을 준비하고 있어요.

긍정 영향 종목

  • Lockheed Martin Corp. Industrials
    우크라이나 안보 지원 강화 기대감으로 방산 수요 증가 직접적. 미·러 긴장 완화 불확실성 속에서도 방위산업 매출 안정성 강화 예상됨.

부정 영향 종목

  • Caterpillar Inc. Industrials
    우크라이나 전쟁 장기화 시 건설 및 중장비 수요 불확실성 직접적. 글로벌 인프라 투자 지연으로 매출 성장 둔화 가능성 있음.
이 내용에 포함된 데이터와 의견은 뉴스핌 AI가 분석한 결과입니다. 정보 제공 목적으로만 작성되었으며, 특정 종목 매매를 권유하지 않습니다. 투자 판단 및 결과에 대한 책임은 투자자 본인에게 있습니다. 주식 투자는 원금 손실 가능성이 있으므로, 투자 전 충분한 조사와 전문가 상담을 권장합니다.
안다쇼핑
Top으로 이동