곧 구체적 성과 나올 듯
국내 중견 배터리 장비업체 하나기술이 전고체 배터리 장비 사업을 추진한다. 국내 배터리 셀 업체와 공급을 논의 중이다. 조만간 구체적인 성과가 나올 것으로 예상된다.
1일 업계에 따르면 하나기술은 국내 배터리 셀 업체와 전고체 배터리 조립공정 장비 공급을 진행하고 있다. 일괄공급(턴키) 형태다. 배터리 양극, 음극 등의 소재 조합물인 젤리롤(Jelly roll) 삽입기, 고온‧고압 패키징기, 탭(Tab) 용접기 등이 포함된 것으로 알려졌다. 조립공정은 배터리 핵심소재를 하나로 모아 형태를 만드는 과정이다. 원통형, 각형, 파우치형은 각기 조립공정이 다르다. 폼팩터가 달라 사용되는 부품과 장비에 차이가 있기 때문이다.
하나기술이 준비하고 있는 조립공정 장비는 파우치형 전고체 배터리를 만들 수 있다. 핵심은 고온‧고압 압착기다. 전고체 배터리는 기존 리튬이온 배터리와 달리 액체가 아닌 고체 전해질을 쓴다. 전고체 배터리의 조립공정 자체는 기존 리튬이온 배터리보다 단순하다. 액체 전해질을 사용하지 않기 때문에 주액기와 이물질 제거를 위한 세정공정이 필요 없다.
대신 양극, 음극, 고체 전해질을 파우치 필름에 넣고 높은 온도와 압력을 가해야 한다. 최소 200메가파스칼(MPa)에서 500MPa까지 사용하는 것으로 알려져 있다.
1MPa는 1㎠의 넓이에 10Kg의 무게를 가한 것을 말한다. 200MPa는 2톤, 500MPa는 무려 5톤의 무게에 해당한다. 이런 압력을 일정하게 가해 파우치필름이 손상되지 않아야 한다. 전고체 배터리 상용화에 양극재, 음극재, 고체 전해질뿐 아니라 조립공정 장비 자체도 고난도 기술이 필요하다.
하나기술은 노르웨이 프레이어(Freyr)에 반도체 배터리 장비를 턴키로 공급하며 기술력을 확보했다. 반고체 배터리는 액체와 고체 중간 형태의 전해질을 사용한 것이 특징이다. 최근에는 전고체 배터리 원천기술 확보에도 주력하고 있다. 한국전기연구원이 개발한 '저온 소결형 고체 전해질 분말 제조 및 시트화 기술'의 기술을 이전 받았다. 200℃ 이하의 저온에서 고체 전해질을 만드는 제조 기술이다.
업계 관계자는 "향후 전고체 배터리 조립공정 장비 업체들은 고온‧고압 패키징 장비에서 성패가 갈릴 것"이라며 "슬러리가 아닌 건식 공정을 사용한 전극공정 기술을 동시에 확보해야 차세대 조립공정 장비 기술을 확보할 수 있다"고 말했다.
