배터리 건식 극판 제조 방식, 용매를 빼면 무엇이 달라질까

배터리 전극을 만들 때 액체를 섞고 바르는 공정을 없애면 생산 설비와 에너지 부담을 줄일 수 있다. ‘건식 극판’은 활물질·도전재·바인더를 고체 분말 상태로 섞어 필름으로 만든 뒤 금속판에 붙이는 방식이다. 배터리 업계가 비용을 낮추기 위해 이 기술의 양산 가능성을 시험하는 이유도 여기에 있다.

기존 습식 공정은 재료를 용매와 섞어 슬러리로 만든 다음, 양극의 알루미늄 집전체나 음극의 구리 집전체에 바른다. 용매를 말리고 전극 두께와 밀도를 조절하는 압연까지 해야 해 공정은 혼합·코팅·건조·압연의 네 단계다. 건식은 혼합한 분말을 필름으로 만드는 두 단계로 단순화된다.

대형 건조 설비와 용매 회수·처리 시설의 부담도 줄어든다. 업계에 따르면 설비 투자비를 최대 30% 절감할 수 있다. 유기용매 사용에 따른 환경 부담을 줄일 수 있다는 점도 장점이다.

전극을 두껍게 만들어 활물질을 더 담으면 에너지 밀도를 높일 가능성도 있다. 다만 지나치게 두꺼우면 리튬이온 이동이 어려워져 충전 속도와 출력이 떨어질 수 있다. 분말을 흩어지지 않는 필름으로 만들고 금속판에 고르게 붙이는 기술, 대량생산에서도 품질을 유지하는 기술이 필요한 까닭이다.

바인더를 미세한 섬유로 만들어 재료들을 엮는 ‘섬유화’가 핵심 과제다.

소재 기업은 관련 소재를 개발하고 배터리 제조사는 양산 기술 확보를 추진하고 있다. SK넥실리스는 2026년 10월 20일, 음극재와 동박의 접착력을 높이는 고접합 카본 코팅 동박 개발을 발표했다. 충·방전 때 부피가 변하는 실리콘 음극재가 동박에서 떨어지는 현상을 줄이려는 기술이다.

파일럿 생산 시스템을 구축했으며 상용화는 2027년 하반기를 목표로 한다. 건식 공정에서도 접착력이 중요해 향후 적용 가능성이 거론되지만, 적용이 확정된 것은 아니다.

삼성SDI는 2024년 9월 충남 천안사업장에 건식 극판 파일럿 라인 ‘드라이브’를 완공해 시험 생산에 들어갔다. LG에너지솔루션은 충북 오창에 파일럿 라인을 구축하고, LFP 배터리 양극에 건식 공정을 적용해 2029년부터 양산하는 것을 목표로 기술을 개발하고 있다.

이는 중국 업체들이 주도하는 LFP 시장에서 가격 경쟁력을 확보하려는 전략이다. 양산 경쟁력은 접착과 균일성, 생산 품질을 대량으로 확보할 수 있느냐에 달려 있다.