KR102024890B1 - 분리막의 기공 특성 정량화 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 분리막 기공 특성 정량화 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 분리막 내 기공 특성을 수치로 정량화함으로써 분리막의 구조를 표현할 수 있고, 이로 인해 분리막의 성능을 별도의 실험없이도 쉽게 예측할 수 있으며, 전지의 효율을 증가시키기 위한 분리막의 설계에 적용할 수 있는 정량화 방법에 관한 것이다.

Description

분리막의 기공 특성 정량화 방법{Method for quantifying of pore property in membrane}

본 발명은 분리막의 단면 이미지를 통해 기공의 이동 경로를 확인하여 분리막의 기공 특성을 정량화하는 방법에 관한 것이다.

리튬이차전지의 시장이 노트북, 휴대폰 등 휴대용 전자기기용 소형전지 중심의 이차전지에서 전기 자동차(HVE/EV), 전기 자전거 등의 새로운 중대형 전지로 확대됨에 따라, 중대출력용 동원력으로 사용되던 납 및 니켈계 이차전지를 용량과 충방전 특성이 우수한 리튬이차전지로 대체하고자 하는 연구가 활발히 진행 중에 있다. 이에 소형 전지뿐만 아니라 중대형 전지의 효율적인 설계를 위한 전지 시뮬레이션(simulation) 연구가 활발히 진행되고 있다.

리튬이차전지는 양극 및 음극과 함께 이들의 물리적 접촉을 차단하고 리튬이온이 이동되는 분리막을 구비한다. 이때 상기 분리막은 상기 기능뿐만 아니라 기공 구조에 따라 전지의 전기화학적 특성까지 영향을 미쳐 리튬이차전지의 효율과 관련된 중요한 요소 중 하나이다.

분리막은 폴리프로필렌, 폴리에틸렌과 같은 폴리머를 연신 방향으로 잡아 당겨 제조하며 소정 두께를 갖는 필름 상태로 적용한다. 이러한 분리막의 표면에는 크기가 균일하지 않은 미세한 구멍들이 뚫려 있는데 이 사이로 충전시에는 리튬 이온이 양극에서 음극으로, 방전시에는 음극에서 양극으로 이동한다.

이때 분리막의 공극률(porosity) 및 굴곡도(tortuosity)에 따라 리튬 이온의 이동이 제한을 받으며, 상기 공극률이나 굴곡도와 같은 파라미터에 따라 전지 내 저항이 증가하거나 용량이 감소하는 등 전지 특성에 영향을 준다.

이에 대한민국 공개특허 제2014-0115275호에서는 리튬 이온의 원활한 이동을 위해 분리막이 소정의 직경, 통기시간 및 굴곡도를 갖는 기공을 갖는 전기화학소자용 분리막을 개시하고 있다. 이 특허에서는 굴곡도가 1 내지 2를 갖는 경우 상기 효과를 확보할 수 있다고 제시하고 있다.

굴곡도가 1의 의미는 분리막 내 형성된 기공이 원통형 형상의 기공(cylinderical pore)임을 의미하며 그 수치가 클수록 기공의 형태가 휘어짐을 의미한다.

기공의 형태는, 달리 말하면 이를 통과하는 리튬 이온의 이동 경로와 직접적으로 연관이 있다. 종래 분리막의 기공과 관련된 측정 방식은 분리막에 기체를 주입하여 통과하는 유속을 통해 분리막 내 기공들 특성의 간접적인 측정만으로 수행되어 왔으나, 이러한 간접적인 측정만으로는 분리막 내 기공을 통과하는 리튬 이온들의 이동 경로를 쉽게 파악하기는 어렵다.

최근에, 기공들의 특성을 측정하기 위해 분리막을 두께 방향으로 얇게 자른 후 분리막 단면 이미지들을 촬영하여 3D 이미지로 구성하는 데에는 성공하였으나 기공들의 이동 경로를 쉽게 정량화하기 어렵다.

더욱이, 현재 기공들의 이동 경로에 대한 정보도 구체적으로 알려지지 않았고 분리막 내부 구조를 표현할 수 있는 방법을 찾은 연구도 거의 시행되지 않고 있다.

이미 언급한 바와 같이, 기공의 굴곡도는 전지의 저항 및 용량과 관련이 있으므로, 이러한 현상을 정확하게 파악할 수 있도록 실질적인 분리막의 기공 구조를 반영한 방법이 필요하다.

대한민국 공개특허 제2014-0115275호, "전기화학소자용 분리막 및 그의 제조방법"

이에 본 발명자들은 분리막의 단면 이미지로부터 기공의 길이, 형태 및 각도를 고려하여 특정 알고리즘을 통해 기공의 이동 경로를 수치화하였고, 최종 수렴 값을 확인하여 분리막의 기공 특성을 정량화하였다.

따라서, 본 발명의 목적은 분리막의 기공 경로와 관련된 기공 특성을 정량화하는 방법을 제공하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명은

(S1) 분리막의 단면 이미지를 복수 개 촬영하는 단계;

(S2) 상기 촬영된 분리막 단면 이미지를 가공하여 기공의 윤곽선을 추출하는 단계;

(S3) 가공된 단면 이미지 내 기공 파라미터를 측정하는 단계;

(S4) 상기 가공된 단면 이미지 내 기공을 선정하고 정량화 알고리즘을 통해 수정 굴곡도 수치를 계산하는 단계;

(S5) 상기 수정 굴곡도 수치를 프로그래밍을 통해 최종 수정 굴곡도를 산출하는 단계를 포함하는 분리막 기공 특성 정량화 방법을 제공한다.

상기 정량화 알고리즘은

(a1) 가공된 첫번째 단면 이미지 내 기준 기공을 선정하는 단계;

(a2) 두번째 단면 이미지 내 비교 기공을 선정하는 단계;

(a3) 상기 기준 기공과 비교 기공의 기공 길이를 비교하여 동일 기공 여부를 판단하는 단계;

(a4) 상기 동일 기공으로 판단된 비교 기공은 다시 기준 기공과 원형도를 비교하여 동일 기공 여부를 판단하는 단계;

(a5) 상기 동일 기공으로 판단된 비교 기공은 다시 기준 기공과 기공 앵글을 비교하여 동일 기공 여부를 판단하는 단계;

(a6) 상기 (a1) 내지 (a5) 단계를 모든 단면 이미지에 대해 반복하여 상기 (a1)의 기준 기공과 연결되는 맨 마지막 단면 이미지에서의 동일 기공을 판단하는 단계; 및

(a7) 상기 (a1)에서 선정된 기준 기공의 출발 지점과 상기 (a6)에서 선정된 동일 기공의 도착 지점까지의 이동 거리를 계산하여 기공 경로 길이(L)를 얻고, 상기 기준 기공의 출발 지점과 (a6)에서 선정된 동일 기공의 도착 지점이 연결되는 수직 거리(AB)를 계산하고, L/AB 비의 계산에 의해 수정 굴곡도 수치를 얻는 단계;인 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따라 분리막 내 기공 특성을 수치로 정량화함으로써 분리막의 구조를 표현할 수 있고, 이로 인해 분리막의 성능을 별도의 실험없이도 쉽게 예측할 수 있다.

이러한 방법은 중대형 전지의 효율적인 설계를 위한 전지 시뮬레이션 (simulation) 연구에 바람직하게 적용 가능하다.

도 1은 굴곡도 및 수정 굴곡도의 개념을 보여주는 모식도이다.
도 2는 본 발명에 따른 분리막의 기공 특성 정량화 방법을 보여주는 순서도이다.
도 3의 (a)는 선정된 분리막을, (b)는 이의 단면 이미지를 보여주는 모식도이다.
도 4는 영상 장치로 촬영된 분리막의 단면 이미지이다.
도 5는 상기 도 4의 단면 이미지가 그레이 스케일로 가공된 단면 이미지이다.
도 6은 본 발명에서 제시하는 정량화 알고리즘을 보여주는 순서도이다.
도 7은 복수 개의 단면 이미지 내에서 동일 기공 판단 진행을 보여주는 모식도이다.
도 8은 본 발명의 일 구현예에 따라 계산된 수정 굴곡도를 보여주는 그래프이다.
도 9는 본 발명의 다른 구현예에 따라 계산된 수정 굴곡도를 보여주는 그래프이다.

이하, 본 발명에 대하여 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예 및 도면에 기재된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

본 발명에서는 분리막의 특성을 수치로 정량화함으로써 분리막의 구조를 표현할 수 있고, 이로 인해 분리막의 성능을 별도의 실험없이도 쉽게 예측할 수 있는 방법을 제시한다.

굴곡도(tortuosity)는 분리막 내부에 존재하는 기공의 굴곡 정도를 나타내는 인자이며, 통상 굴곡도가 1이면 이동거리가 직선인 기공을 의미하고 굴곡도가 1보다 커질수록 굴곡이 있음을 의미한다.

굴곡도의 개념은 도면을 통해 설명될 수 있으며, 도 1과 같이 굴곡도는 기공 경로의 출발 지점과 도착 지점의 길이(L)와, 이들이 연결되는 실제 거리(AC)의 비로 계산된다. 이러한 값으로 얻어지는 굴곡도는 이론값으로는 사용할 수 있으나 정확하게 표현된 값은 아니다.

이에 본 발명에서는 도 1에서 나타낸 바와 같이, 기공 경로의 출발 지점과 도착 지점의 길이(L)와, 이들이 연결되는 수직 거리(AB)의 비로 계산된 수정 굴곡도(modified tortuosity) 수치를 얻는다.

상기 수정 굴곡도 수치를 통해 기공의 이동 경로를 정량화할 수 있으며, 이를 통해 분리막의 성능 및 전지에서의 영향 등을 시뮬레이션을 통해 예측이 가능하다.

본 발명에서 제시하는 기공 특성 정량화는 분리막으로부터 수백 개의 단면 이미지를 얻고, 각 이미지에서 보여지는 모든 기공들에 대한 수정 굴곡도 수치를 얻고, 이를 프로그래밍하여 수치화된 최종 수정 굴곡도 수치를 얻는다. 이러한 방법은 모든 기공에 대해 기공 경로와 관련된 수정 굴곡도 수치를 얻고, 기공의 경로가 중간에 끊어져 있는 경우에도 수행함에 따라 실질적으로 분리막의 내부 구조를 반영하여 기공의 이동 경로를 해석할 수 있는 방법이다.

도 2는 본 발명에 따른 분리막의 기공 특성 정량화 방법을 보여주는 순서도이다. 도 2를 참조하면, 기공 특성의 정량화 방법은

(S1) 분리막의 단면 이미지를 복수 개 촬영하는 단계;

(S2) 상기 촬영된 분리막 단면 이미지를 가공하여 기공의 윤곽선을 추출하는 단계;

(S3) 가공된 단면 이미지 내 기공 파라미터를 측정하는 단계;

(S4) 상기 가공된 단면 이미지 내 기공을 선정하고 정량화 알고리즘을 통해 수정 굴곡도 수치를 계산하는 단계;

(S5) 상기 수정 굴곡도 수치를 프로그래밍을 통해 최종 수정 굴곡도를 산출하는 단계를 포함한다.

이하 각 단계별로 상세히 설명한다.

(S1) 복수 개의 단면 이미지 촬영 단계

먼저, 도 3(a)에 나타낸 바와 같이 굴곡도를 측정하고자 하는 분리막을 선정하고, 도 3(b)에 나타낸 바와 같이 단면 이미지를 복수 개 촬영한다.

분리막의 선정은 본 발명에서 특별히 한정하지 않으며, 전지 분야에서 사용되는 모든 재질의 분리막이 사용될 수 있다.

일례로, 플루오로폴리머, 폴리에틸렌, 저밀도 폴리에틸렌, 선형저밀도 폴리에틸렌, 초고분자량 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌테레프탈레이트(polyethyleneterephthalate), 폴리부틸렌테레프탈레이트(polybutyleneterephthalate), 폴리에스테르(polyester), 폴리아세탈(polyacetal), 폴리아미드(polyamide), 폴리카보네이트(polycarbonate), 폴리이미드(polyimide), 폴리에테르에테르케톤(polyetheretherketone), 폴리에테르설폰(polyethersulfone), 폴리페닐렌옥사이드(polyphenyleneoxide), 폴리페닐렌설파이드로(polyphenylenesulfidro), 폴리에틸렌나프탈렌(polyethylenenaphthalene), 폴리설폰, 셀룰로오스 아세테이트 및 폴리스티렌 등의 분리막일 수 있다.

이러한 분리막은 통상 1 내지 100㎛, 바람직하기로 5 내지 50㎛의 두께를 갖는다.

분리막의 단면 이미지는 영상 카메라에 의해 측정하며, 그 간격은 분리막의 두께에 따라 달라지나 10 내지 50nm 간격으로 단면 촬영을 수행하여 최소 150 내지 1000장 이상의 단면 이미지를 확보한다.

상기 간격 및 단면 이미지의 갯수는 정량화를 통해 얻어지는 수치의 신뢰도와 직접적으로 관련이 있다. 즉, 굴곡도는 도 1에 나타낸 바와 같이, 기공의 출발 지점과 도착 지점의 길이로부터 예측하는데, 간격이 좁거나 단면 이미지의 개수가 많을수록 유리하다. 그러나 간격이 너무 크거나 단면 이미지 개수가 너무 작을 경우에는 기공의 경로가 중간에 끊어져 정확한 경로 예측이 어렵다.

도 4는 실제로 촬영된 단면 이미지를 보여준다. 도 4를 보면, 실제 분리막 내의 기공은 원형이 아니라 불규칙한 형태와 크기 분포를 나타내는 기공으로 구성되어 있음을 알 수 있다.

(S2) 단면 이미지 가공 단계

다음으로, 상기 촬영된 분리막의 단면 이미지를 가공하여 도 4와 같이 가공된 단면 이미지를 얻는다.

구체적으로, 가공된 단면 이미지는 그레이 스케일로 변환하여 기공의 외곽선을 추출하여 기공의 크기, 형태 및 기공 앵글과 같은 파라미터를 확인할 수 있도록 한다.

이러한 이미지 추출은 본 발명에서 특별히 한정하지 않으며, 이미지 관련 프로그램, 일예로 이미지제이(imagej), 포토샵(photoshop), 포토스케이프(photoscape) 등의 프로그램을 이용한다.

도 5는 영상 카메라로 측정한 이미지를 그레이 스케일로 변환한 것으로, 다양한 형태의 기공이 존재함을 알 수 있다.

(S3) 기공 파라미터 측정 단계

다음으로, 복수 개의 가공된 단면 이미지 내 수정 굴곡도와 관련된 파라미터를 측정한다.

기공 경로는 분리막의 출발 지점과 도착 지점을 의미한다. 이 경로를 상기 복수 개(N개)의 가공 단면 이미지와 같이 고려하면, 이동 경로는 첫번째 가공 단면 이미지 내 기공이 N번째 가공 단면 이미지 내 기공과 연관성 있게 연결된다. 이때 첫번째와 N번째 기공이 동일 기공으로 판단되어야만 기공 경로가 정의된다.

이에 동일 기공의 판단은 기공 길이, 원형도 및 기공 앵글의 파라미터의 비교를 통해 이루어질 수 있다.

기공 길이(pore length)는 가공된 단면 이미지에서 나타내는 기공 윤곽선의 가장 긴 길이를 의미한다.

원형도는 기공의 형태가 구형에 가까운지를 판단하는 수치로, 하기 수학식 1에 의해 계산되는 수치이다.

[수학식 1]

원형도(circularity) = 2 X (면적 X π)1/2 / 페리미터

상기 식에서 면적(area)은 투영된 기공의 면적을 의미하고, 페리미터(perimeter)는 투영된 기공의 둘레 길이를 의미한다. 이 값은 0 내지 1 값을 가질 수 있으며, 1에 가까울수록 구형을 의미한다.

기공 앵글(pore angle)은 기공의 어떠한 방향으로 배열되었는지를 보여주는 인자로, 그 값이 0에 가까울수록 수평 방향으로 90에 가까우면 수직 방향으로 배열되어 있는 것을 의미한다.

(S4) 정량화 알고리즘 진행을 통해 수정 굴곡도 획득 단계

다음으로, 상기 가공된 단면 이미지에서 기공을 선정하고, 정량화 알고리즘 진행을 통해 모든 기공에 대해 수정 굴곡도 수치를 얻는다.

도 6은 본 발명에 따라 수정 굴곡도 수치를 얻기 위한 정량화 알고리즘이다.

먼저, 가공된 첫번째 단면 이미지 내 기준 기공를 선정한다.

다음으로, 두번째 단면 이미지 내 비교 기공을 선정한다.

다음으로, 상기 기준 기공과 비교 기공의 기공 길이를 비교하여 동일 기공 여부를 판단한다.

기공 길이를 통한 동일 기공 판단 여부는 기준 기공의 기공 길이와 비교 기공의 기공 길이의 차(ΔL)인 ΔL < Pmax (이때 Pmax는 동일 기공이라 가정할 수 있는 기공들 간 최대 거리를 의미한다)를 만족하는 기공은 동일 기공으로 판단하여 다음 단계를 진행한다. 이를 만족하지 않는 경우에는 동일 기공으로 판단되지 않으므로 단면 이미지 내에서 다른 기공을 비교 기공으로 재선정한다.

다음으로, 상기 기준 기공과 비교 기공의 원형도를 비교하여 동일 기공 여부를 판단한다.

원형도를 통한 동일 기공 판단 여부는 기준 기공의 원형도와 비교 기공의 원형도의 차이(ΔC)인 ΔC < Cmax(0.1)를 만족하는 기공을 동일 기공으로 판단하여 다음 단계를 진행한다. 이를 만족하지 않는 경우에는 동일 기공으로 고려하지 않으므로 단면 이미지 내에서 다른 기공을 비교 기공으로 재선정한다.

다음으로, 상기 기준 기공과 비교 기공의 기공 앵글을 비교하여 동일 기공 여부를 판단한다.

기공 앵글을 통한 동일 기공 판단 여부는 기준 기공의 기공 앵글과 비교 기공의 기공 앵글의 차이(ΔA)인 ΔA < Amax(10도)를 만족하는 동일 기공으로 판단하여 다음 단계를 진행한다. 이를 만족하지 않는 경우에는 동일 기공으로 고려하지 않으므로 단면 이미지 내에서 다른 기공을 비교 기공으로 재선정한다.

상기 알고리즘을 복수 개의 가공된 단면 이미지 모두에 대해 반복 진행하여, 하나의 기준 기공에 대한 동일 기공을 확인한다.

만약, 동일 기공으로 선정된 기공이 1개인 경우에는 이를 동일 기공으로 판단하나, 상기 조건을 만족하는 기공이 2개 이상인 경우에는 넓이의 차가 적은 기공을 동일 기공으로 판단한다.

이러한 결과로부터 기공 경로의 출발 지점과 도착 지점까지의 이동 거리를 계산하여 기공 경로 길이(L)를 얻고, 기공 경로의 출발 지점과 도착 지점이 연결되는 수직 거리(AB)를 계산한 후, L/AB의 비의 계산에 의해 수정 굴곡도 수치를 얻는다.

이때 출발 지점은 첫번째 단면 이미지에서 선정된 기준 기공의 위치를 의미하며, 도착 지점은 맨 마지막 단면 이미지 내에서 상기 기준 기공과 동일 기공으로 판단된 비교 기공의 위치를 의미한다.

상기 수정 굴곡도 수치는 하나의 기공에 대한 것으로, 다시 상기 알고리즘을 반복 수행하여 가공 단면 이미지 내 존재하는 모든 기공에 대한 수정 굴곡도 수치를 얻는다.

상기한 알고리즘은 도 7의 모식도를 통해 설명될 수 있다.

첫번째 단면 이미지(I₁) 에서 기준 기공(P)를 선정하고, 이는 다음 번 단면 이미지(I₂)에서 상기 기준 기공(P)와 수직으로 근접 영역에 속하는 기공들(Pa, Pb, Pc)을 비교 기공으로 선정하고, 이들 각각에 대해 첫번째 단면 이미지(I₁)의 기준 기공(P)의 파라미터를 비교하여 동일 기공인지 식별 후 한 개의 비교 기공을 동일 기공(Pa)로 판단한다.

다음으로, 상기 동일 기공으로 판단된 비교 기공(Pa)은 다시 기준 기공(Pa)으로 설정하고, 세번째 단면 이미지(I₃)에서 상기 기준 기공(Pa)과 수직으로 근접 영역에 속하는 기공들(Pa', Pb', Pc')을 비교 기공으로 선정한다. 이들 비교 기공은 상기 제시한 알고리즘을 통해 기준 기공인 Pa와 동일 기공인지 식별 후 한 개의 비교 기공을 동일 기공(Pa')로 판단한다.

이러한 판단 단계는 맨 마지막 단면 이미지(I_N)까지 수행한다. 이를 통해 첫번째 기준 기공(P)과 동일 기공으로 판단된 기공(예, Pb")까지 판단이 되면, 이들을 연결시켜 수정 굴곡도 획득을 위한 기공 경로 길이(L) 및 수직 거리(AB)를 계산한다.

(S5) 프로그래밍을 통한 최종 수정 굴곡도 산출 단계

다음으로, 상기 얻어진 수정 굴곡도의 평균을 구해 굴곡도를 얻고, 프로그래밍을 통해 최종 수정 굴곡도를 산출한다.

상기 프로그래밍은 단면 이미지의 수에 따라 얻어지는 수정 굴곡도 수치를 기입하여 그래프화하는 것으로, 이때 수렴되는 수치를 최종 수정 굴곡도로 판단한다.

본 발명에서는 상기 알고리즘을 이용한 PDMS(Polydimethylsiloxane)계 분리막의 시뮬레이션을 통해 수정 굴곡도를 획득하였다.

도 8은 본 발명의 일 구현예에 따라 계산된 수정 굴곡도를 보여주는 그래프이다. 도 8은 두께가 0.2mm인 PDMS 분리막을 20nm 간격으로 절단하여 400장의 단면 이미지를 얻고, 이를 통해 수정 굴곡도 수치를 계산한 결과를 보여주는 그래프이다. 도 8을 보면, 150장의 분석 결과로부터 최종 결과에 수렴하였다.

도 9는 본 발명의 다른 구현예에 따라 계산된 수정 굴곡도를 보여주는 그래프이다. 도 9는 두께가 0.2mm인 PDMS 분리막을 20nm 간격으로 절단하여 750장의 단면 이미지를 얻고, 이를 통해 수정 굴곡도 수치를 계산한 결과를 보여주는 그래프이다. 도 9를 보면, 250장의 분석 결과로부터 최종 결과에 수렴하였다.

이러한 결과로부터 얻어진 수정 굴곡도는 실제 기공의 경로를 반영하고, 분리막 내 기공 일부만을 계산하는 것이 아니라 전체를 계산함으로써 그 수치에 대해 신뢰도가 매우 높으며, 분리막의 내부 구조를 예측할 수 있다.

특히, 분리막의 기공이 전지의 저항 및 용량과 관련된 특성에 큰 영향을 미치는 것을 고려할 때 본 발명에서 제시하는 정량화 방법을 통해 전지, 특히 중대형 전지의 효율적인 설계에 유용하게 도입할 수 있다.

이상에서 설명한 본 발명의 바람직한 실시예들은 기술적 과제를 해결하기 위해 개시된 것으로, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자(당업자)라면 본 발명의 사상 및 범위 안에서 다양한 수정, 변경, 부가 등이 가능할 것이며, 이러한 수정 변경 등은 이하의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.

Claims (10)

1. (S1) 분리막의 단면 이미지를 복수 개 촬영하는 단계;
   (S2) 상기 촬영된 분리막 단면 이미지를 가공하여 기공의 윤곽선을 추출하는 단계;
   (S3) 복수 개의 가공된 단면 이미지 내 기공 파라미터를 측정하는 단계;
   (S4) 상기 가공된 단면 이미지 내 기공을 선정하고 정량화 알고리즘을 통해 수정 굴곡도 수치를 계산하는 단계;
   (S5) 상기 수정 굴곡도 수치를 프로그래밍을 통해 최종 수정 굴곡도를 산출하는 단계를 포함하는
   분리막 기공 특성 정량화 방법.
2. 제1항에 있어서,
   상기 단면 이미지는 10 내지 50nm 간격으로 얻는 것을 특징으로 하는 분리막 기공 특성 정량화 방법.
3. 제1항에 있어서,
   상기 단면 이미지의 가공은 그레이 스케일로 전환하는 것을 특징으로 하는 분리막 기공 특성 정량화 방법.
4. 제1항에 있어서,
   상기 기공 파라미터는 기공 길이, 원형도 및 기공 앵글인 것을 특징으로 하는 분리막 기공 특성 정량화 방법.
5. 제1항에 있어서,
   상기 정량화 알고리즘은
   (a1) 가공된 첫번째 단면 이미지 내 기준 기공을 선정하는 단계;
   (a2) 두번째 단면 이미지 내 비교 기공을 선정하는 단계;
   (a3) 상기 기준 기공과 비교 기공의 기공 길이를 비교하여 동일 기공 여부를 판단하는 단계;
   (a4) 상기 동일 기공으로 판단된 비교 기공은 다시 기준 기공과 원형도를 비교하여 동일 기공 여부를 판단하는 단계;
   (a5) 상기 동일 기공으로 판단된 비교 기공은 다시 기준 기공과 기공 앵글을 비교하여 동일 기공 여부를 판단하는 단계;
   (a6) 상기 (a1) 내지 (a5) 단계를 모든 단면 이미지에 대해 반복하여 상기 (a1)의 기준 기공과 연결되는 맨 마지막 단면 이미지에서의 동일 기공을 판단하는 단계; 및
   (a7) 상기 (a1)에서 선정된 기준 기공의 출발 지점과 상기 (a6)에서 선정된 동일 기공의 도착 지점까지의 이동 거리를 계산하여 기공 경로 길이(L)를 얻고, 상기 기준 기공의 출발 지점과 (a6)에서 선정된 동일 기공의 도착 지점이 연결되는 수직 거리(AB)를 계산하고, L/AB 비의 계산에 의해 수정 굴곡도 수치를 얻는 단계;
   를 포함하는 것을 특징으로 하는 분리막 기공 특성 정량화 방법.
6. 제5항에 있어서,
   상기 기공 길이를 통한 동일 기공 판단 여부는 기준 기공의 기공 길이와 비교 기공의 기공 길이의 차이(ΔL)가 ΔL < Pmax (이때 Pmax는 동일 기공이라 가정할 수 있는 기공들 간 최대 거리를 의미한다)를 만족하는 기공은 동일 기공으로 판단하여 다음 단계를 진행하고,
   이를 만족하지 않는 경우에는 동일 기공으로 판단되지 않으므로 단면 이미지 내에서 다른 기공을 비교 기공으로 재선정하는 것을 특징으로 하는 분리막 기공 특성 정량화 방법.
7. 제5항에 있어서,
   상기 원형도를 통한 동일 기공 판단 여부는 기준 기공의 원형도와 비교 기공의 원형도의 차이(ΔC)가 ΔC < Cmax(0.1)를 만족하는 기공을 동일 기공으로 판단하여 다음 단계를 진행하고,
   이를 만족하지 않는 경우에는 동일 기공으로 고려하지 않으므로 단면 이미지 내에서 다른 기공을 비교 기공으로 재선정하는 것을 특징으로 하는 분리막 기공 특성 정량화 방법.
8. 제5항에 있어서,
   상기 기공 앵글을 통한 동일 기공 판단 여부는 기준 기공의 기공 앵글과 비교 기공의 기공 앵글의 차이(ΔA)가 ΔA < Amax(10도)를 만족하는 동일 기공으로 판단하여 다음 단계를 진행하고,
   이를 만족하지 않는 경우에는 동일 기공으로 고려하지 않으므로 단면 이미지 내에서 다른 기공을 비교 기공으로 재선정하는 것을 특징으로 하는 분리막 기공 특성 정량화 방법.
9. 제5항에 있어서,
   상기 (a1) 내지 (a6) 단계 수행 후 동일 기공으로 선정된 기공이 1개인 경우에는 이를 동일 기공으로 판단하고,
   2개 이상인 경우에는 넓이의 차가 적은 기공을 동일 기공으로 판단하는 것을 특징으로 하는 분리막 기공 특성 정량화 방법.
10. 제5항에 있어서,
    상기 (a1) 내지 (a6) 단계를 첫번째 단면 이미지 내 모든 기공에 대해 반복 수행하여 모든 기공에 대한 수정 굴곡도 수치를 얻는 것을 특징으로 하는 분리막 기공 특성 정량화 방법.
    

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