건식 전극 공정에도 적용 가능…시범 생산체계 구축·양산 기술 확보 속도
[메가경제=박제성 기자] SKC의 이차전지 소재 투자사 SK넥실리스가 배터리 수명과 안전성을 높일 수 있는 차세대 동박 기술 개발에 성공했다.
배터리 성능을 높이는 실리콘 음극재의 고질적인 문제인 부피 팽창에 대응하는 기술로, 오는 2027년 하반기 상용화를 목표로 양산 준비에 나선다.
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| ▲SK넥실리스 로고. |
20일 SK넥실리스에 따르면 동박 표면에 특수 카본을 입혀 음극재와의 접착력을 높인 '고접합 카본 코팅 동박' 기술을 개발했다.
동박은 배터리 음극에서 전류가 흐르도록 돕는 얇은 구리막으로, 배터리 성능과 안정성을 좌우하는 핵심 소재다. 이번에 개발한 동박은 표면에 특수 카본을 코팅해 음극재가 쉽게 떨어지지 않도록 접착력을 강화한 것이 특징이다.
최근 배터리 업계는 한 번 충전으로 더 오래 사용할 수 있는 고성능 배터리를 만들기 위해 실리콘 음극재 사용을 확대하고 있다.
실리콘은 기존 흑연보다 에너지 저장 능력이 뛰어나지만 충·방전 과정에서 부피가 크게 팽창하면서 전극 구조가 손상될 수 있다는 한계가 있다.
실리콘 함량이 높아질수록 음극재가 동박에서 떨어지는 '탈리 현상'이 발생할 가능성도 커진다. 이는 배터리 성능 저하와 수명 단축으로 이어질 수 있어 두 소재 간 접착력을 확보하는 것이 중요하다.
SK넥실리스는 이번 기술로 이러한 문제를 줄이고 전극의 구조적 안정성을 높일 수 있을 것으로 기대한다.
고함량 실리콘 음극재를 적용하는 차세대 배터리 시장에서 기술 경쟁력을 확보할 수 있다는 의미다.
새로운 동박은 차세대 배터리 제조 방식인 '건식 전극 공정'에도 활용할 수 있다.
건식 공정은 기존 제조 과정에서 사용하던 용매를 최소화하거나 사용하지 않아 생산 비용과 에너지 소비를 줄일 수 있는 기술이다.
건식 공정에서도 음극재와 동박 사이의 접착력이 중요한 만큼 고접합 카본 코팅 동박의 활용 범위가 확대될 가능성이 있다.
SK넥실리스는 현재 공정 안정성을 검증하고 있으며, 본격 양산을 위해 파일럿(시범) 생산 시스템 구축을 추진할 계획이다. 이를 통해 생산 기술을 고도화하고 2027년 하반기 상용화에 나선다는 방침이다.
SK넥실리스 관계자는 "이번 기술 개발은 고함량 실리콘 음극재 확대와 건식 전극 공정 도입 등 차세대 배터리 시장 변화에 대응하기 위한 성과"라며 "상용화 최적화 작업을 차질 없이 진행하고 지속적인 기술 개발을 통해 차세대 배터리 소재 시장에서 경쟁력을 강화하겠다"고 말했다.
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