KR101765045B1 - 2차 전지용 분리막 필름 및 이를 이용한 레독스 플로우 배터리 - Google Patents

2차 전지용 분리막 필름 및 이를 이용한 레독스 플로우 배터리 Download PDF

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Abstract

본 발명은 2차전지용 분리막에 관한 것으로, 특히 레독스 플로우 배터리(Redox flow battery)에 적용하는 분리막으로서 고가의 퍼플루오로술폰산 이온 교환막을 대체하는 기술에 관한 것이다. 이에, 본 발명은 레독스 플로우 배터리(Redox flow battery)의 이온교환(ion-exchange)을 위한 분리막(separator)에 있어서, 분리막의 모재(母材)인 폴리올레핀 멤브레인(100); 상기 폴리올레핀 멤브레인(100)을 분산매로하여 상기 폴리올레핀 멤브레인(100) 내에 균일하게 분산되는 무기필러(inorganic filler)(200); 상기 폴리올레핀 멤브레인(100)에 형성된 미세기공(110)을 포함하는 것을 특징으로 하는 레독스 플로우 배터리(Redox flow battery)의 분리막(separator)을 제공한다.

Description

2차 전지용 분리막 필름 및 이를 이용한 레독스 플로우 배터리{A separator film for secondary battery and a redox flow battery using the same}
본 발명은 2차전지용 분리막에 관한 것으로, 특히 레독스 플로우 배터리(Redox flow battery, RFB)에 적용하는 분리막으로서 현재 레독스 플로우 배터리에 적용되고 있는 고가의 NafionTM으로 알려진 퍼플루오로술폰산계 이온 교환막을 대체하는 기술에 관한 것이다.
레독스 플로우 배터리(RFB)는 현재 2차 전지를 이용한 전력 저장 시스템 용도로 실용화 단계에 도달해 있는 에너지 저장 기술이다. 레독스 플로우 배터리는 수용성 전해액을 이용하여 전해액의 산화/환원 전위차를 이용해 에너지를 저장하는 전지를 말한다. 바나듐 레독스 플로우 배터리(Vanadium Redox Flow Battery; VRB) 시스템은 전달매체로 전해액을 이용하기 때문에 이온교환막이 필요하며, 음극/양극 전해액 이온이 크로스오버(Cross Over)되는 것을 방지하는 역할을 하고 있다. 레독스플로우배터리(RFB)의 4대 핵심소재(양극, 음극, 전해질, 분리막)의 하나인 분리막 필름은 배터리의 수명 및 제조단가를 결정짓는 중요한 인자로써, 내화학성, 우수한 물리적 특성이 요구된다. 현재 레독스플로우배터리(RFB) 분리막 필름으로 상용화 중인 듀퐁(Dupont)사의 나피온(NafionTM; 상표명)등과 같은 고가의 이온 교환막은 실제 배터리 구동에 막대한 영향을 미치며 배터리 제조 가격을 높이는 원인으로 지목되고 있다. 상기 나피온(NafionTM)과 같은 퍼플루오로술폰산계 이온 교환막의 단가는 약 100만원/m2으로 높기 때문에 레독스 플로우 배터리 시스템의 개발에 있어 해결되어야 할 과제 중 하나이다. 이에 원가가 저렴한 비불소 이온교환막에 대한 다양한 연구가 학계/산업계를 중심으로 이루어졌으며 특히 SPAES (sulfonated poly aryleneether sulfone), SPEEK (sulfonated poly etherether ketone), PBI (Polybenzimidazole), SPSf (sulfonated polysulfone), 기타 합성고분자 등 탄화수소 계열의 고분자들에 대한 연구가 광범위하게 이루어져 왔다
비불소계 고분자 물질들은 다양한 관능기의 도입, 고분자 사슬의 배치, 분자량의 조절 등 다양한 인자들을 조절하여 새로운 물질들이 개발되어 그 가능성을 테스트해 왔다. 그러나 대부분의 물질들은 우수한 전기적 성능에 비해 낮은 화학적/물리적 안정성으로 인하여 실제 응용이 되는 부분에 있어 제한적인 문제점을 안고 있었다. 따라서 고분자물질의 성능 향상을 위해 다양한 방법들이 제시되어 왔다. 그러나 이러한 노력의 결과물들은 낮은 이온 선택성을 보이며 내구성이 낮은 단점이 있다. 이에 따라 본 발명에서는 현재 상용화되어 있는 레독스플로우배터리(RFB)용 분리막 필름의 높은 제조 단가를 해결할 수 있으면서 우수한 물리적/화학적 특성을 가지는 레독스 플로우 배터리용 분리막 필름을 제공하고자 한다.
공개번호 제10-2009-0080784호는 초고분자량 폴리에틸렌을 포함하는 리튬이차전지용 난연성 다성분계 분리막의 제조방법 및 그로부터 제조된 리튬이차전지용 난연성 다성분계 분리막에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 보다 높은 고투과성을 가지며, 리튬이차전지의 액체 전해질의 한 성분인 비닐리덴플루오라이드 계열과의 친화도, 즉 밀착성을 높임으로써 이온전도성을 보다 더 향상시킬 뿐만 아니라, 분리막에 난연성이 부여됨으로써, 전지 이상 발생시 연소를 억제 또는 완화시켜 열적 안정성이 확보된 이차전지를 제공할 수 있는 초고분자량 폴리에틸렌을 포함하는 리튬이차전지용 난연성 다성분계 분리막의 제조방법 및 그로부터 제조된 리튬이차전지용 난연성 다성분계 분리막에 관한 것이다. 이를 위해 공개번호 제10-2009-0080784호에 따른 초고분자량 폴리에틸렌을 포함하는 리튬이차전지용난연성 다성분계 분리막의 제조방법은 비닐리덴플루오라이드 계열 고분자와 초고분자량 폴리에틸렌과 고밀도 폴리올레핀을 용이하게 혼련시키기 위해 상용화제(compatibilizer)를 이용하여 혼합하는 단계와, 상기 혼합단계에서 우수한 열적 안정성을 제공하기 위해 난연제를 혼합하는 단계와, 상기 혼합단계에서 혼합된 혼합물을 액체파라핀으로 용해시키는 단계와, 상기 용해된 혼합물을 초고분자량 폴리에틸렌-고밀도 폴리올레핀-비닐리덴플루오라이드 계열 고분자 형태의 시트로 제조하기 위해 압출 및 캐스팅하는 단계와, 상기 캐스팅된 시트를 동시 이축 연신하여 분리막을 제조하는 단계와, 상기 이축 연신된 분리막에서 액체파라핀을 제거하기 위해 휘발성 용매로 상기 이축 연신된 분리막을 세척하는 단계와, 상기 세척된 이축 연신된 분리막을 열고정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다. 그러나 상기와 같은 멤브레인에 있어서 알루미나 트리하이드레이트계, 할로겐계, 인계 및 할로게이티드 인계로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상의 난연제의 추가만으로는 충분한 내산화성, 내화학성 및 물리적 강도를 기대할 수 없었다.
분리막은 RFB의 핵심소재로써 전지의 수명 및 제조단가를 결정짓는 중요한 인자로써 실제 전이금속을 포함하는 강산성 물질을 전해액으로 사용하는 시스템에 적용되기 위하여 내산성, 내산화성이 우수해야 하며 낮은 투과도, 우수한 기계적 물성이 요구된다. 그러나 Dupont社의 Nafion등과 같은 고각의 이온교환막은 실제 셀의 구동에 막대한 영향을 끼치며 전지의 가격을 높이는 원인으로 지목 받아왔다. 현재 RFB에 적용하는 이온교환막은 Selemon社의 CMV, AMV, DMV 그리고 다공성 Daramic 등이 VRB에 적용시키고자 많은 연구가 이루어어졌다. 그러나 이러한 이온교환막들은 낮은 이온선택성을 나타내며 내구성이 낮은 단점을 지니고 있으며 Nafion막과 같은 과불소화 고분자 분리막의 경우 높은 이온전도도와 우수한 화학안정성으로 인하여 RFB시스템의 이온교환막으로 사용되고 있지만 V2+, V3+, VO2+와 같은 바나듐 이온이 쉽게 투과하는 단점으로 인해 투과 선택도가 낮아 성능이 저하되는 문제점을 안고 있다. 또한 분리막 필름 가격이 너무 높아서 RFB 시스템 대중화에 걸림돌로 작용하고 있다. 따라서 본 발명에서는 RFB 시스템에 적용 검토되고 있는 상기 기존 분리막의 문제점을 개선하고자 본 발명을 진행하였다.
즉, 본 발명은 레독스 플로우 배터리 특히 VRB(Vanadium redox battery) 및 ZBB(Zinc Bromine battery)등 적용하기 위한 제조단가는 낮으면서 우수한 물리적/화학적 특성과 수용성 전해액에 대한 우수한 함침성과 이온투과성을 보이는 유기/무기 복합 미세다공성 분리막 필름 또는 멤브레인 필름을 제공하고자 한다.
이에, 본 발명은 레독스 플로우 배터리(Redox flow battery)의 양극과 음극을 서로 격리하기 위한 분리막(separator)필름을 제조하는데에 있어서, 분리막 필름의 모재(母材)인 폴리올레핀 멤브레인(100);상기 폴리올레핀 멤브레인(100)을 분산매로하여 상기 폴리올레핀 멤브레인(100) 내에 균일하게 분산되어지는 나노 무기필러(inorganic filler)(200); 상기 폴리올레핀 멤브레인(100)에 형성된 미세기공(110)을 포함하며, 상기 필름을 계면활성제로 표면 코팅처리 하는 것을 특징으로 하는 레독스 플로우 배터리(Redox flow battery)의 분리막(separator)을 제공함으로써 상기와 같은 과제를 해결하고자 한다.
본 발명의 레독스플로우배터리(RFB)의 분리막에 따르면, 종래의 레독스플로우배터리(RFB) 분리막 필름으로 상용화된 나피온(NafionTM; 상표명)과 같은 퍼플루오로술폰산 이온 교환막에 대하여 제조단가가 1/10이상 훨씬 저렴하여 레독스플로우배터리(RFB) 가격을 크게 낮출 수 있다. 또한 본 발명의 레독스플로우배터리의 분리막은 이온교환막 대비 가격은 저렴하면서도 나노 실리카 입자와 같은 무기필러가 균일하게 분산되어 있는 폴리올레핀계 유기 무기 복합막으로 구성되어 있어 물리적/화학적 특성이 상대적으로 우수하다. 상기와 같은 구성에 따라 높은 기계적 강도(인장강도, 천공강도)을 가지면서 내산성, 내화화적 특성을 지녀서 레독스플로우배터리(RFB)의 장기 운영시에도 높은 사이클 특성을 유지한다. 또한 미세기공을 통하여 이온의 이동이 자유롭게 되면서 기공 크기를 조절하여 특정이온을 물리적 크기로 차단하여 높은 선택적 투과율을 기대할 수 있다.
도 1은 레독스플로우배터리의 구성설명을 위한 개략도이고.
도 2는 본 발명의 레독스플로우배터리의 개략적인 분리막의 요부발췌 사시도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.
도 1은 레독스플로우배터리의 구성설명을 위한 개략도이다. 본 발명의 레독스 플로우 배터리(Redox flow battery)의 분리막의 위치가 도면의 중앙에 도시되어있다.
도 2는 본 발명의 레독스플로우배터리의 분리막을 개략적으로 설명하는 요부발췌 사시도이며, 상기 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명은 레독스 플로우 배터리(Redox flow battery)의 선택적 이온투과를 위한 분리막(separator)에 있어서,
분리막의 모재(母材)인 폴리올레핀 멤브레인(100); 상기 폴리올레핀 멤브레인(100)을 분산매로하여 상기 폴리올레핀 멤브레인(100) 내에 균일하게 분산되는 무기필러(inorganic filler)(200); 상기 폴리올레핀 멤브레인(100)에 형성된 미세기공(110)을 포함하는 레독스 플로우 배터리(Redox flow battery)의 분리막(separator)을 제공한다. 상기 미세다공성 폴리올레핀 복합 멤브레인은 계면활성제 물질로 표면처리를 하는 것이 바람직하다.
상기 분리막의 모재(母材)인 폴리올레핀 멤브레인(100)은 고밀도폴리에틸렌(LDPE), 초고분자량폴리에틸렌(Ultra high molecular weight polyethylene; UHMWPE), 폴리프로필렌(polypropylene), 폴리메틸펜텐(polymethylpentene) 중 선택되는 하나 이상의 재질로 구성될 수 있다.
특히, 상기 분리막의 모재(母材)인 폴리올레핀 멤브레인(100)은
초고분자량폴리에틸렌(Ultra high molecular weight polyethylene; UHMWPE)을 총 중량대비 5-20%,
고밀도폴리에틸렌(LDPE)을 총 중량대비 5-10%,
폴리프로필렌(polypropylene)을 총 중량대비 5-10% 로 포함하는 것이 바람직하다.
이때, 상기 초고분자량폴리에틸렌(Ultra high molecular weight polyethylene; UHMWPE)은 30-50만의 분자량 및 4-6의 분산도(分散度)를 가지고,
고밀도폴리에틸렌(LDPE)은 10-20만의 분자량 및 4-5의 분산도(分散度)를 가지며,
상기 폴리프로필렌은 10-20만의 분자량 및 5-6의 분산도(分散度)를 갖는 것이 바람직하다.
상기와 같이 초고분자량폴리에틸렌(UHMWPE)와 폴리프로필렌(PP)를 블렌딩 할 경우, 소량의 상용화제가 첨가될 수 있으며, 가소제(plasticizer) 또는 산화방지제(antioxidant) 등이 첨가될 수 있다.
상기 무기필러(200)는 실리카(SiO2), TiO2, Al2O3, AlOOH, BaTiO2, 탈크(Talk), Al(OH)3, CaCO3 중에서 선택된 하나 이상인 것을 적용할 수 있으며, 바람직하게는 100nm-10㎛의 직경을 갖는 구형의 입자의 실리카(SiO2)를 적용한다. 더욱 바람직한 상기 구형의 입자 크기는 500nm-1㎛이다. 상기 무기필러(200)의 첨가비는 전체 중량비의 10-30%인 것이 바람직하다.
상기 실리카(SiO2)는 생산공정에 따라서 다양한 크기와 형태를 가지는 바, 본 발명을 위한 시험 결과 졸-겔 합성방법으로 제조되는 구형 타입이 가장 적합한 것을 알 수 있었다. 상기와 같은 졸-겔 합성방법에 의하면 입자크기가 균일한 나노 사이즈의 입자 제조가 가능하다.
또한, 상기 실리카(SiO2)는 그 표면에 소수성(疎水性)의 직쇄탄화수소(linear hydrocarbon) 분자가 코팅되는 것이 바람직하다. 본래 소수성인 폴리올레핀 수지와 상용성을 좋게 하기 위하여는 직쇄 탄화수소 분자가 코팅된 실리카 구형 입자가 적당함을 시험을 통해 확인할 수 있었다. 극성 전해액의 전기화학적 반응에 있어서도 소수성 물질로 표면 코팅 처리된 실리카 입자는 전기화학적 반응에 불활성 반응을 보이기 때문에 본 발명에의 적용이 적합하다. 상기 실리카가 직쇄탄화수소 코팅을 통하여 하이브리드화 됨에 따라서 기계적 강도 뿐만 아니라 극성 전해액에 대한 내산성, 내화학성, 내구성이 크게 향상된다.
본 발명에 따른 레독스플로우배터리의 분리막은 이온교환방식이 아닌 물리적연신에 의해서 생기는 미세기공(microporous)의 크기에 따른 전해질 이온의 높은 차단성을 발현한다. 이에 따라 상기 폴리올레핀 멤브레인(100)에 형성된 미세기공(110)의 직경은 레독스플로우배터리의 전해질 금속 이온의 선택적 투과를 위하여 10-50nm 로 형성되는 것이 바람직하다. 즉, 도 1에 도시된 바와 같이 전해질 금속 이온의 투과는 막고 수소이온 등의 투과를 허용하게 되는 것이다. 레독스 플로우 배터리의 전해액은 일반적으로 수용성 전해액을 기반으로한 전해액을 사용한다. 이러헌 친수성 전해액에 대해서 일반적으로 소수성을 보이는 폴리올레핀계 분리막 필름은 전해액에 대해서 젖음성(wettability) 또는 함침성이 좋지 않게 되어서 배터리 생산 작업성이 떨어지게 된다. 이러한 단점을 방지하기 위하여 본 발명에서는 유기/무기 복합 분리막 필름의 양 표면에 계면활성제 물질을 처리하여 친수성을 부여하였다. 표면 처리된 계면활성제 물질로 인해서 친수성 전해액에 대한 젖음성 및 함침성이 우수하여 레독스 플로우 배터리의 생산 작업성을 향상시킬 수 있다.
상기 계면활성제는 모노알킬황산염, 알킬폴리옥시에틸렌황산염, 알킬벤젠술폰산염, 모노알킬인산염, 비누(지방산나트륨)계로 대표되는 음이온계 계면활성제 또는 모노알킬트리메틸암모늄염, 디알킬디메틸암모늄염, 알킬벤질메틸암모늄염계로 대표되는 양이온계 계면활성제, 알킬설포베타인, 알킬카르복시베타인계로 대표되는 양성 계면활성제 또는 폴리옥시에틸렌알킬에테르, 지방산 솔비탄에스테르, 지방산 디에탄올아민, 알킬모노글리세릴에테르계로 대표되는 비이온성 계면활성제 중 하나 이상 선택되는 것이 바람직하다.
이에 나아가, 본 발명은 선택적인 이온투과 멤브레인을 분리막(separator)으로 갖는 레독스 플로우 배터리(Redox flow battery)에 있어서, 상기의 분리막(separator)을 적용하는 레독스 플로우 배터리(Redox flow battery)를 제공한다.
하기의 표 1은 본 발명의 레독스 플로우 배터리(Redox flow battery)의 분리막(separator) 필름의 실시예들과 종래의 분리막 필름의 비교예를 비교한 것이다.
실시예 1과 실시예 2는 본 발명의 레독스 플로우 배터리(Redox flow battery)의 분리막(separator) 필름이며, 실시예 1은 초고분자량폴리에틸렌 4wt%, 표면처리 나노 실리카 입자 18wt%을 적용하였고, 실시예 2는 실시예 1에서 초고분자량폴리에틸렌 7wt%, 표면처리 나노 실리카 입자 15wt%로 변경한 것을 제외하고 상기 과정을 통해서 분리막을 제조하였다. 최종 분리막 필름에서 무기필러 함량은 42.8wt%가 되도록 투입하였다.
비교예는 중량평균분자량 35만 고밀도폴리에틸렌 15wt%, 표면처리 되지 않은 평균입경이 2um인 일반 침상 파쇄 실리카 15wt%, 40에서 점도 40cSt인 유동파라핀오일 70wt%을 압출온도 200에서 균일하게 용융혼련 후 티다이(T-Die)를 통해서 토출하여 1.0mm 두께의 전구체 시트를 제조하였다. 이후 전구체 필름을 바로 40℃ 메틸렌 클로라이드 휘발성 유기 용제에 5분간 침지하여, 유동 파라핀오일을 추출하고 상온에서 건조하였다. 이렇게 제조된 필름에 대하여 물리적 화학적 물성을 측정 비교 평가하였다.
항목 단위 실시예1 실시예2 비교예
두께 ㎛ 500 503 504
통기도 sec 402 500 430
인장강도 kgf/㎠ 1280 1350 875
돌자강도 Kgf/㎠ 496 532 306
Shut
down		 start ℃ 135 135 135
Melt
down		 start ℃ 155 155 150
열수축율 105℃, 30분
%		 0.5 0.5 1.5
150℃, 30분
%		 5 5 8.2
Porosity(%) % 58 52 50
실시예와 비교예들을 정리하기 위한 상기 표 1의 시험항목에 대한 시험방법은 다음과 같다.
1) 열수축율(Heat shrinkage %)
시료를 10×10으로 준비하여 종이지 사이에 넣고 열풍오븐에 넣어 정해진 온도에서 정해진 시간 만큼 방치하여 열수축 시킨 이후 상온 냉각하여 시료의 가로×세로 길이를 측정 한다.
열 수축 전, 후의 길이를 계산하여 수축율(%)를 계산한다.
2) 통기도
시료를 30mm × 30mm으로 준비하여 토요세키(TOYOSEIKI) 통기도 측정기를 사용하여 100ml 공기가 통과하는 시간을 측정한다.
3) 인장강도
분리막 샘플을 MD, TD방향으로 ASTM D 규격의 시편모양에 맞게 절취한다. 만능인장시험기(UTM)기의 지그에 시편을 물린 후 일정한 속도로 인장시켜 파괴가 일어날 때 까지 가해진 응력(N)을 측정한다.
4) 기공율(%)
분리막 샘플을 필름을 일정 크기로 절단 한 다음 전자저울로 무게를 측정한다. 기공이 없는 상태(예: 용융 후 냉각)에서 밀도 구배법을 이용하여 밀도를 측정한다. 이후 필름의 무게 및 절단 크기의 이론적 무게를 상기 측정한 밀도값에 의해 계산한 다음 나누어서 기공율을 계산한다.
5) 돌자강도(Puncture Strength)
분리막 샘플 100mm×50mm을 준비한다. KATOTECH社 돌자강도 측정기를 이용하여 분리막 시료에 스틱(Stick)으로 힘을 가하여 뚫리는 시점에서의 힘을 측정한다.
상기의 본 발명의 실시예 및 비교예를 대조한 표에서 알 수 있는 바와 같이 나노 무기 필러 입자가 폴리올레핀 수지에 잘 분산되어져 우수한 물리적 특성을 보이는 것을 알 수 있었다. 또한 본래 소수성인 폴리올레핀 분리막 필름을 레독스 플로우 배터리의 수용성 전해액에 적용함에 있어서 젖음성 속도가 떨어져 생산성 향상이 어려운 점을 개선함에 있어서 계면활성제 표면처리한 샘플이 우수함을 알 수 있었다.
본 발명을 첨부된 도면과 함께 설명하였으나, 이는 본 발명의 요지를 포함하는 다양한 실시 형태 중의 하나의 실시예에 불과하며, 당업계에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 하는 데에 그 목적이 있는 것으로, 본 발명은 상기 설명된 실시예에만 국한되는 것이 아님은 명확하다. 따라서, 본 발명의 보호범위는 하기의 청구범위에 의해 해석되어야 하며, 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위 내에서의 변경, 치환, 대체 등에 의해 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함될 것이다. 또한, 도면의 일부 구성은 구성을 보다 명확하게 설명하기 위한 것으로 실제보다 과장되거나 축소되어 제공된 것임을 명확히 한다.
100. 폴리올레핀 멤브레인
110. 미세기공
200. 무기필러(inorganic filler)

Claims (13)

  1. 레독스 플로우 배터리(Redox flow battery)의 선택적 이온투과를 위한 유기무기 복합 분리막(separator) 필름에 있어서,
    분리막의 모재(母材)인 폴리올레핀 멤브레인(100);
    상기 폴리올레핀 멤브레인(100)을 분산매로하여 상기 폴리올레핀 멤브레인(100) 내에 균일하게 분산되는 나노 무기필러(inorganic filler)(200);
    상기 폴리올레핀 멤브레인(100)에 형성된 미세기공(110);
    을 포함하며, 상기 미세기공(110)은 물리적 연신에 의해 생성되며, 상기 미세기공(110)의 직경은 전해질 금속 이온의 선택적 투과를 위해 10 내지 50nm로 형성되고,
    상기 나노 무기필러(200)는 소수화 처리된 코팅 표면의 나노 입자 크기의 무기필러이고,
    상기 나노 무기필러는 20nm-1um의 평균 직경을 갖는 졸-겔 합성방법으로 제조되는 구형의 무기필러 입자이며,
    상기 구형의 무기필러 입자는 그 표면에 소수성(疎水性)의 직쇄탄화수소(linear hydrocarbon) 분자가 무기 필러 표면에 코팅되어 극성 전해액의 전기화학적 반응에 불활성이고,
    상기 분리막 필름 표면이 유기 계면활성제로 양 표면 코팅 처리되며,
    상기 유기 계면활성제는 음이온계 계면활성제, 양이온계 계면활성제, 양성 계면활성제 및 비이온성 계면활성제 중 선택되는 하나 이상의 물질로 표면 처리되며,
    상기 유기 계면활성제는 상기 분리막 필름의 양 표면에 처리하여 친수성을 부여하여 친수성 전해액에 대한 젖음성 및 함침성이 증대되며 수용성 전해액을 기반으로 하는 것을 특징으로 하는 레독스 플로우 배터리(Redox flow battery)의 분리막(separator) 필름.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 분리막의 모재(母材)인 폴리올레핀 멤브레인(100)은 고밀도폴리에틸렌(HDPE), 초고분자량폴리에틸렌(Ultra high molecular weight polyethylene; UHMWPE), 폴리프로필렌(polypropylene, PP), 폴리메틸펜텐(polymethylpentene, PMP) 중 선택되는 하나 이상의 재질로 구성되며,
    상기 분리막 필름내에 상기 나노 무기필러(200)가 분리막의 모재 내부에 분산되어 있는 것을 특징으로 하는 레독스 플로우 배터리(Redox flow battery)의 분리막(separator) 필름.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 분리막의 모재(母材)인 폴리올레핀 멤브레인(100)은 초고분자량폴리에틸렌(Ultra high molecular weight polyethylene; UHMWPE)을 총 중량대비 5-50wt%, 고밀도폴리에틸렌(HDPE)을 총 분리막 필름 중량대비 5-70wt%, 폴리프로필렌(polypropylene)을 5-20wt% 로 포함하는 것을 특징으로 하는 레독스 플로우 배터리(Redox flow battery)의 분리막(separator) 필름.
  4. 제 2항에 있어서, 상기 초고분자량폴리에틸렌(Ultra high molecular weight polyethylene; UHMWPE)은 평균분자량 100-200만 및 3-6의 분산도(分散度)를 가지고, 고밀도폴리에틸렌(HDPE)은 평균분자량 30-50만 및 3-5의 분산도(分散度)를 가지며, 상기 폴리프로필렌은 평균분자량 10-20만 및 3-6의 분산도(分散度)를 갖는 것을 특징으로 하는 레독스 플로우 배터리(Redox flow battery)의 분리막(separator) 필름.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 분리막의 모재(母材)인 폴리올레핀 멤브레인(100)에 가소제(plasticizer) 또는 에틸렌 올리고머를 포함하는 가공성 향상제(Processing Agent), 산화방지제(antioxidant) 중 선택되는 하나 이상이 첨가되는 것을 특징으로 하는 레독스 플로우 배터리(Redox flow battery)의 분리막(separator) 필름.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 나노 무기필러(200)는 실리카(SiO2), TiO2, Al2O3, AlOOH, BaTiO2, 탈크(Talk), Al(OH)3, CaCO3 중에서 선택된 하나 이상의 것이며, 전체 분리막 필름의 중량을 기준으로 10-50wt%로 첨가되는 것을 특징으로 하는 레독스 플로우 배터리(Redox flow battery)의 분리막(separator) 필름.
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 제 1항에 있어서,
    상기 폴리올레핀 멤브레인(100)에 형성된 미세기공(110)의 기공율(Porosity)은 30%~70%인 것을 특징으로 하는 레독스 플로우 배터리(Redox flow battery)의 분리막(separator) 필름.
  10. 삭제
  11. 삭제
  12. 제 1항에 있어서,
    상기 음이온계 계면활성제는 모노알킬황산염, 알킬폴리옥시에틸렌황산염, 알킬벤젠술폰산염, 모노알킬인산염, 비누(지방산나트륨) 중 선택되는 하나 이상의 물질이며,
    상기 양이온계 계면활성제는 모노알킬트리메틸암모늄염, 디알킬디메틸암모늄염, 알킬벤질메틸암모늄염계 중 선택되는 하나 이상의 물질이고,
    상기 양성 계면활성제는 알킬설포베타인, 알킬카르복시베타인계 중 선택되는 물질이며,
    상기 비이온성 계면활성제는 폴리옥시에틸렌알킬에테르, 지방산 솔비탄에스테르, 지방산 디에탄올아민, 알킬모노글리세릴에테르계 중 하나 이상 선택되는 물질인 것을 특징으로 하는 레독스 플로우 배터리의 분리막 필름.
  13. 선택적인 이온투과 멤브레인을 분리막(separator)으로 갖는 레독스 플로우 배터리(Redox flow battery)에 있어서,
    제 1항의 레독스 플로우 배터리의 분리막 필름을 적용하는 것을 특징으로 하는 레독스 플로우 배터리(Redox flow battery).
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