2025.04.24 목요일
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건식 전극, 차세대 배터리 기술 격전지로… K-배터리도 속도전 돌입 [이코노믹데일리] 글로벌 배터리 기업들이 차세대 배터리의 핵심으로 불리는 '건식 전극' 기술 확보에 박차를 가하고 있다. 건식 전극 기술은 습식 공정 대비 저렴한데다 에너지 밀도까지 높일 수 있어 주목받고 있다. 24일 업계에 따르면 최근 건식 전극 기술의 선두주자인 테슬라를 중심으로 국내 배터리 3사(LG에너지솔루션, 삼성SDI, SK온)와 중국 글로벌 배터리 기업(CAYL, BYD 등)들이 건식 전극 공정을 위한 테스트 단계에 돌입한 것으로 보인다. 테슬라는 지난 2019년 맥스웰을 인수하면서 관련 기술을 확보했으며 지난해 말부터 4680(지름46mm, 높이80mm) 배터리 셀 생산에 건식 공정을 적용하는 파일럿 라인을 운영 중이다. 중국 기업들도 마찬가지다. CATL은 최근 건식 전극 테스트 라인을 확충 중이며 일부 대형 셀에 적용 가능성을 테스트하면서 점진적으로 확장해나갈 계획이다. BYD는 자체적으로 건식 전극 코팅 시스템을 개발해 소규모 파일럿을 운영하고 있으며 오는 2027년 양산을 목표로 하고 있다. 이에 국내 배터리 3사도 서둘러 관련 기술을 확보하고 파일럿 라인 가동에 노력을 기울이는 모양새다. LG엔솔은 지난해 4분기 오창 플랜트에 파일럿 라인을 구축했으며 리튬인산철(LFP)배터리에 건식 공정을 적극 활용할 계획이다. 삼성SDI는 지난해 9월부터 천안공장에 파일럿 라인을 구축했으며 SK온은 현재 미국 합작공장에서 파일럿 라인을 가동하고 있다. 한 배터리 업계 관계자는 "건식 전극 기술은 기존 습식 공정 대비 친환경적이고 제조 효율도 높지만 대규모 설비 투자 소요와 특허 분쟁 리스크를 고려해 시장 진입 시기를 판단해야 한다"고 조언했다.2025-04-24 11:12:33
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KERI·KIMS, 차세대 배터리 위한 '분무건조 건식 전극 제조기술' 공동 개발 [이코노믹데일리] 한국전기연구원(KERI)과 한국재료연구원(KIMS)이 고용량 이차전지 구현을 위한 ‘분무건조 기술 기반의 고성능 건식 전극 제조기술’을 공동 개발했다고 7일 밝혔다. KERI와 KIMS는 이차전지 건식 공정에 분무 건조 기법을 적용해 내부 물질 간 혼합을 최적화했으며 이를 통해 도전재 함량을 줄이고 활물질 비율을 늘려 고용량 이차전지를 구현할 수 있는 기술을 개발했다. 분무 건조 기법은 식품이나 제약 업계에서 널리 사용될 정도로 양산성이 검증된 기술이다. 일반적으로 이차전지 전극은 전기에너지를 저장하는 '활물질'과 전기의 흐름을 돕는 '도전재' 그리고 접착제 역할을 하는 '바인더'를 섞어 제조하며 용매 여부에 따라 습식·건식 공정으로 나눠진다. 용매 없이 고체 상태의 파우더를 섞는 건식 공정은 습식 공정 대비 친환경적이고 에너지 밀도를 높일 수 있지만 기존에는 활물질·도전재·바인더를 균일하게 혼합하는데 한계가 있었다. 이번 기술을 개발한 연구진에 따르면 활물질과 도전재를 액체 슬러리 형태로 섞은 다음 유리관으로 된 고온의 챔버에 분사하면 챔버 내부의 높은 온도로 인해 용매가 순식간에 증발되며 고르게 혼합된 활물질-도전재 복합 분말을 얻어낼 수 있다. 이는 커피 농축액을 분사하면서 뜨거운 바람을 가해 고체 형태의 분말을 얻는 커피믹스 대량생산 방식과 동일한 공법이다. 공동 연구진은 다수의 실험을 통해 도전재 함량을 기존 건식 전극 문헌에 보고되는 2~5%에서 0.1% 수준까지 획기적으로 낮췄다. 활물질 함량은 세계 최고 수준인 98%까지 끌어올리는 데 성공했다. KERI 차세대전지연구센터 황인성 선임연구원은 "분무 건조 기법을 통해 전극 내부 소재들을 최적의 형태로 조합해 에너지 밀도와 성능 향상에 기여할 수 있게 됐다"며 "이번 연구 성과는 전고체전지나 리튬황전지 등 차세대 전지 분야에 모두 적용될 수 있다는 점에서 파급력이 크다"고 말했다.2025-04-07 11:23:18
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