이차전지용 복합 집전체 기술 특허 동향 분석 및 전략 제시 - 고분자 소재, 탭 연결 방식을 중심으로 (Patent Trend Analysis and Strategic Proposal in Composite Substrate Technology for Secondary Battery - Focusing on Polymer Materials and Tab Connection Methods)

서지정보

· 발행기관 : 한국전기화학회
· 수록지 정보 : 전기화학회지 / 28권 / 2호 / 47 ~ 56페이지
· 저자명 : 박진명, 정해영, 박찬정

초록

본 논문에서는 이차전지용 복합 집전체 기술의 특허 동향을 분석하고, 기술 발전 방향과 전략을제시하였다. 특허 검색을 통해 11,819건을 수집하고 체계적 분석을 거쳐 543건의 유효 특허를도출하였으며, 이를 국가별, 출원인별, 기술별로 분류하여 동향을 파악하였다. 분석 결과, 2018년이후 특허 출원이 급증하였으며, 일본이 175건으로 가장 많았으나 2020년 이후 미국과 중국의비중이 증가하였다. 주요 출원 기업 9곳 중 일본과 한국이 각각 4곳, 중국이 1곳을 차지하였으며, 일본 기업들은 주로 도전성 필러를 포함한 고분자 소재를 연구하고 있었다. 고분자 소재는PET가 가장 많이 사용되었으며, 우수한 물성과 경제성으로 인해 지속적인 관심이 예상된다. 향후 전도성 향상을 위해 도전성 필러를 추가하고, 안정성 확보를 위해 난연 소재를 첨가하여 성능을 개선할 것으로 전망된다. 탭 연결 방식은 주로 금속층에 탭을 초음파 용접하는 방식이 활용되었으며, 이 기술은 성능이 우수해 향후 다른 용접 기술과의 융합 가능성이 높다. 아울러, 탭연결에서 용접 및 전기적 성능이 핵심 요소로 작용하며, 이를 개선하기 위한 지속적 연구가 필요함을 확인하였다.

영어초록

This paper analyzes patent trends in composite substrate technology for secondary batteries and presents strategies for future development. A total of 11,819 patents were collected and systematically analyzed, resulting in 543 valid patents. These patents were categorized by country, applicant, and technology to identify key trends. The study includes patents from Korea, United States, Japan, China, and Europe. Various polymer materials in composite current collectors were examined, including insulating types, cable-type batteries, conductive filler-containing materials, and fiber-based structures. The analysis revealed a sharp increase in patent filings since 2018, with Japan leading with 175 patents. However, after 2020, filings in the United States and China increased significantly. Among the top nine applicants, Japan and Korea each had four, while China had one, with Japanese companies primarily focusing on polymer materials with conductive fillers. PET was the most commonly used polymer due to its excellent properties and cost-effectiveness. Future advancements are expected to improve conductivity with conductive fillers and enhance safety with flame-retardant materials. Ultrasonic welding was the dominant tab connection method, showing excellent performance. This method may evolve by integrating with other welding techniques. Welding quality and electrical performance were identified as key factors, stressing the need for continued research.

참고자료

· 없음