삼성SDI가 투자한 배터리 장비사 필에너지가 조립공정 장비 사업 확대에 나선다. 배터리 음극과 양극 소재의 양 끝단에 탭(Tab)을 만들기 위한 노칭(Notching) 공정용 장비가 대상이다. 배터리 소재를 쌓는 스태킹(Stacking) 공정용 장비와 함께 매출 확대에 적지 않은 보탬이 될 전망이다.

19일 업계에 따르면 필에너지는 레이저와 금형 두 가지 방식의 노칭 장비 사업을 진행 중이다. 기존에는 레이저 노칭 사업만 했다. 삼성SDI에 장비를 공급했다가 5세대 젠5(Gen5) 배터리 생산이 이뤄지면서 채용이 중단됐다. 젠5 배터리는 레이저 노칭 장비를 사용할 수 없었기 때문이다. 금형 노칭을 쓴다. 대신 스태킹 장비를 단독 공급하며 반전을 꾀했다.

젠5 배터리용 금형 노칭 장비는 피엔티가 공급했다. 헝가리 괴드 1공장 보완 투자와 2공장 초기 생산 라인에 장비를 공급했다. 필에너지는 '노칭-스태킹'을 일체형으로 구현한 하이브리드 장비로 삼성SDI 추가 물량을 수주했다. 올해 삼성SDI가 헝가리 공장에 신규 도입한 노칭-스태킹 장비는 모두 인라인(In-Line) 기술이 구현되어 있다.

삼성SDI가 레이저 노칭 장비를 쓰다가 금형 노칭 장비로 변경한 이유는 젤리롤 대신 스태킹 공정을 적용해서다. 젤리롤은 양극, 음극, 분리막과 같은 배터리 소재를 돌돌말아 만든 조합물을 말한다. 각형 배터리에 젤리롤을 넣으면 배터리 내부 공간을 100% 활용하기 어렵다. 귀퉁이에 조금씩 남는 공간이 생긴다. 충방전을 반복하면 소재가 변형되는 스웰링(Swelling) 현상이 나타날 수도 있다. 에너지 밀도와 안정성 개선을 위한 선택이었다.

다만 스태킹 공정 구현을 위해선 반드시 양극과 음극을 낱장으로 재단해야 한다. 이 과정에서 레이저로 노칭 공정을 구현하면 탭 절단면이 깨끗하게 잘리지 않는다. 레이저가 활물질(양극재, 음극재)에 닿으면 불꽃이 튈 수 있다. 칼날을 이용한 금형 노칭은 이런 문제가 없다. 대신 일정 시간을 사용하면 금형을 교체해야 한다. 추가 비용이 발생한다. 레이저는 빛을 쓰기 때문에 추가 비용이 거의 없다.

필에너지는 노르웨이 신생 배터리 업체인 모로우배터리에 레이저 노칭 장비도 공급했다. 이 업체는 초기에 젤리롤을 쓰다가 스태킹 공정으로 변경할 계획이다. 삼성SDI에 독점 공급하는 장비를 외부에 판매할 수 없지만, 공용 장비는 해당 사항이 없다. 스태킹 장비 대신 노칭 장비를 통해 고객사를 확대할 수 있다.

지난해 필에너지는 1650억원의 매출을 기록했다. 올해 2000억원 이상의 매출이 예상된다. 6월 기준 수주잔고는 820억원이다.

한편, 필에너지는 내년 상반기 목표로 기업공개(IPO) 작업에 들어갔다. 주관사로 미래에셋증권을 선정했다. 필에너지는 디스플레이 장비업체인 필옵틱스의 자회사다. 지난 2020년 9월 삼성SDI가 50억원 규모의 제3자 배정 유상증자로 투자했다.

배터리 생산 수율을 높이는 마법의 지팡이 콘퍼런스 : 7월 27일 웨비나 안내

전기차 시장이 급성장하고 있습니다. 그러나 교통사고나 충전 시 간헐적으로 발생하는 화재로 불안감도 적지 않습니다. 교통사고처럼 외부 충격으로 나타나는 화재는 어쩔 수 없는 일이지만, 충전이나 주행중에 문제가 생길 수도 있습니다. 이는 전기차는 물론 배터리 업계에 상당한 부담입니다.

배터리 화재는 정확한 원인을 알아내기 어렵습니다. 사고가 나면 배터리 셀이 완전히 타버리고, 원인 파악을 위해 분해를 하는 순간 분리막이 손상됩니다. 과거 정부에서 에너지저장장치(ESS) 화재 사고의 원인을 섣불리 배터리로 지목한 것도 분리막 손상이 결정적이었습니다. 분리막은 배터리 충‧방전 과정에서 자연스럽게 열화(劣化)가 나타나기 때문입니다.

배터리 생산 안정화도 과제입니다. 전 세계 배터리 업체들이 공격적으로 투자에 나서고 있으나 수율은 그다지 높지 않다는 게 업계 전문가들의 공통된 평가입니다. 수율이 낮으면 그만큼 불량이 많이 발생하고, 손익분기점 달성이 어렵습니다.

이런 문제를 해결하기 위해 주요 배터리 업체들은 검사‧진단 기술에 적극적으로 투자하고 있습니다. 국내 배터리 업계 1위는 LG에너지솔루션은 얼마전부터 검사장비 TF를 구성, 배터리 수율과 안정성 확보에 나선 상황입니다. SK온도 신형 검사장비를 미국 조지아 공장부터 적용하기 시작했습니다. ESS 화재 이후 검사장비의 양과 질을 늘린 삼성SDI는 이 업계 선구자로 꼽힙니다.

유망사업으로 꼽히는 폐배터리 재활용에서도 검사장비는 필수적입니다. 배터리 상태를 정확하고 빠르게 진단해야 합니다. 배터리를 완전히 방전시키는 기술이 핵심입니다. 배터리 생산과 마찬가지로 수율이 제대로 나와야 사업성이 높습니다.

배터리 검사‧진단은 비파괴 방식을 주로 사용합니다. 비전, 엑스레이가 대표적입니다. 많은 양의 영상 데이터를 처리할 수 있는 인공지능(AI)과 알고리즘 기술이 뒷받침되어야 합니다. 배터리 셀뿐 아니라 모듈과 팩 단위에서의 검사‧진단 기술도 중요합니다. 배터리는 사용 분야에 따라 사양이 제각각입니다. 전기자전거와 전기차용 모듈‧팩 장비에 차이가 있을 수밖에 없습니다. 배터리 셀 숫자뿐 아니라 전압과 용량 등이 모두 다릅니다.

검사‧진단 기술로 배터리 시장의 가치를 높이고 차별화를 꾀할 수 있는 기회를 마련하시기 바랍니다. 전자부품 전문 미디어 디일렉이 기획 주관한 차별화된 콘퍼런스입니다. 새로운 정보로 새로운 사업 기회를 잡으시기 바랍니다. 많은 관심 부탁드립니다.

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◆ 행사개요

– 행사명 : 배터리 생산 수율을 높이는 마법의 지팡이 콘퍼런스
– 주최 및 주관 : 디일렉 / YELEC
– 일시 : 2022년 07월 27일(수) 13:30~17:30
– 장소 : 디일렉 5층 콘퍼런스 룸(서울시 강남구 논현로 515 아승빌딩, 5층)
– 참가비용 : 220,000원(부가세 포함)
– 규모 : 선착순 50명

◆ 프로그램 구성

이수환 전문기자 다른기사 보기