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초록

영어

Lithium-ion batteries are widely used in portable electronics, electric vehicles, and energy storage systems due to their high energy density and excellent electrochemical performance. However, increasing energy and power demands raise safety concerns, including thermal runaway and internal short circuits, which are closely associated with the mechanical stability of battery components. The separator, which physically isolates the cathode and anode while enabling ion transport, is a critical component for battery safety, yet conventional polyethylene (PE) separators exhibit mechanical limitations under mechanical stress and elevated temperatures. In this study, we quantitatively assess the mechanical reinforcement effect of ceramic-coated polyethylene (PE) separators using instrumented nanoindentation testing, demonstrating improved hardness and elastic modulus relative to pristine PE separators and thereby complementing prior electrochemical performance-oriented studies through a mechanical safety perspective.

한국어

리튬이온전지는 높은 에너지 밀도와 우수한 전기화학적 성능으로 휴대용 전자기기, 전기자동차 및 에너지저장장치 등 다양한 산업 분야에서 핵심 에너지원으로 활용되고 있다. 그러나 리튬이온전지의 고에너지화 및 고출력화에 따라 열폭주와 내부 단락에 의한 안전성 문제가 지속적으로 제기되고 있으며, 이는 전지 내부 구성요소의 기계적 안정성과 밀접한 관련이 있다. 특히 분리막은 양극과 음극을 물리적으로 분리하는 핵심 부품으로, 그 기계적 물성은 전지 안전성 확보에 중요한 역할을 한다. 기존의 PE 분리막은 우수한 화학적 안정성과 이온 투과성을 갖지만, 외부 하중이나 고온 환경에서 기계적 취약성을 나타낸다. 우리는 이러한 한계를 극복하기 위해 제안된 세라믹 코팅 PE 분리막의 기계적 보강 효과를 나노인덴테이션 시험을 통해 정량적으로 평가하였다. 그 결과, 단일 PE 분리막과 비교하여 세라믹 코팅 PE 분리막은 경도와 탄성계수 측면에서 향상된 기계적 안정성을 나타내었으며, 이는 기존 전기화학적 성능 중심의 선행연구와 달리 분리막 안전성 확보를 위한 기계적 물성 관점의 기초 자료를 제공한다.

저자

• 신성환 [ Seong-Whan Shinn ]

참고문헌

발행기관

간행물

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• 간행물명

  The Journal of the Convergence on Culture Technology (JCCT) [문화기술의 융합]

• 간기

  격월간

• pISSN

  2384-0358

• eISSN

  2384-0366

• 수록기간

  2015~2026

• 등재여부

  KCI 등재

• 십진분류

  KDC 600 DDC 700