당신은 최근에 리튬 이온 배터리와 관련된 문제에 대해 읽었을 것입니다 : 배터리가 부풀어 오르거나 심지어 화재나 폭발을 일으킨 뉴스 기사들...우리의 질문은, MFC로 이러한 문제를 예방하는데 사용될 수 있는가 하는 것입니다. 혹은 MFC가 배터리에 유용하게 사용되거나 심지어 새로운 기회를 열 수 있는 다른 기능이 있을까요?

MFC AS A STRENGTHENING AID IN SEPARATORS

우리는 이전에 MFC의 넓은 표면 영역이 다른 응용 분야에서 어떻게 활용될 수 있는지에 대해 설명했습니다. 마이크로 피브릴은 균일하게 분산되면 필름과 멤브레인을 강화시킬 수 있으며, MFC는 필름으로도 사용될 수 있습니다.

하지만 분리막에는 어떨까요? 배터리 분리막의 주요 목적은 두 전극 사이의 절연체 역할을 하여 단락(short circuit)을 방지하는 것입니다. 분리막은 절연체여도, 여전히 전극 사이에 이온의 운반을 허용할 수 있어야 합니다. 이상적으로, 분리막은 열적, 화학적, 기계적으로 안정할 것입니다. 동시에, 그것은 유기 용매에 대한 저항성, 양호한 습윤성 및 얇은 특성뿐만 아니라 높은 파괴저항(puncture resistance)을 가져야 합니다.

전형적으로, 분리막은 폴리에틸렌(PE) 및 폴리프로필렌(PP)과 같은 고강도 폴리올레핀계 다공성 막입니다. 이 열가소성 폴리머의 문제점은 130°C와 165°C에서 각각 부드러워지므로 온도 안정성과 관련이 있습니다. 그러나, 이온의 이동이 방지되면서 기공의 붕괴가 배터리의 셧다운을 유도하기 때문에, 연화(softening)는 또한 안전 특성으로서 이용됩니다. 드물게 분리막의 수축으로 인해 전극이 노출되어 내부 단락이 발생하고 최악의 경우 배터리가 폭발하거나 폭발할 수 있습니다.

낮은 전도성과 같은 MFC의 특성을 생각할 때 : 온도 안정성; 화학적 안정성; 일반적인 유기 용제에 대한 불용성; pH 안정성 및 필름 강도(film-strength)를 고려할 때, 분리막에 MFC를 적용할 수 있는 잠재력이 있고, 다른 고분자와 함께 도입할 가능성이 있다고 볼 수 있습니다. Chenga 's Journal of Bioresources and Bioproducts에 실린 기사에서 이 주제에 대한 자세한 정보를 찾을 수 있습니다.

(http://www.bioresources-bioproducts.com/index.php/bb/article/view/37/pdf)

전극용 바인더로서의 MFC

종래의 리튬-이온 전지의 음극(양극)은 일반적으로 탄소로 제조되고 양극(음극)은 LiCoO2(LCO-리튬-코발트), LiMn2O4 (LMO-리튬-망간), LiFePO4 (LFP-리튬-인산염) 및 Li(NiMnCo) O2 (NMC-니켈 망간 코발트)를 포함합니다.

폴리비닐리덴 플루오라이드(PVdF)는 음극 제조에 사용되는 일반적인 바인더입니다. 일반적으로 N-메틸-2-피롤리돈(NMP)과 같은 극성 용매에 용해됩니다. 처리 요건, 비용 및 환경 문제로 인해 바인더 제조업체는 PVdF 사용에서 서서히 이동하고 대신 SBR 코폴리머(스티렌 부타디엔 러버)와 같은 수성 기본 재료를 사용합니다.

물에 기반한 시스템과 결합되어 이온에 대한 내성을 가지며 높은 표면적을 가진 MFC는 리튬 이온 배터리용 전극을 생산하기 위한 새롭고 환경 친화적인 방법을 제시합니다. 최근에 "Jabbour 외"는 종이 음극을 제조하기 위한 바인더로 미세하게 정제된 셀룰로오스를 사용했고, "Wang 외"는 박테리아 셀룰로오스에서 탄소 에어로젤 양극을 생산했습니다. 이러한 예는 MFC가 바인더로서뿐만 아니라 양극에 대한 탄소의 공급원으로 사용될 수 있음을 보여줍니다.

이처럼, MFC는 리튬 이온 배터리의 안전성을 높이고 그 제조와 관련된 환경적 부담을 줄이기 위해 사용될 수 있습니다. 어쩌면 MFC는 우리를 유연하고 가벼운 무게의 배터리 및 장치에 더 가깝게 이끌 것입니다.