'차세대 배터리' 노린 SK넥실리스, '고접합 카본 코팅 동박' 승부수

동박 표면 '특수 카본 코팅' 기술 개발…배터리 수명·안전성 향상 기여

[프라임경제] 배터리 음극재에 실리콘을 더 많이 넣을수록 에너지 밀도는 올라간다. 문제는 그만큼 음극재가 동박에서 떨어져 나갈 위험도 커진다는 점이다. SK넥실리스가 이 접착력 문제를 겨냥한 해법을 내놨다.

SKC(011790)의 이차전지용 동박사업 투자사 SK넥실리스는 차세대 배터리 핵심 소재로 꼽히는 '고접합 카본 코팅 동박' 개발에 성공했다고 20일 밝혔다.

이번 기술의 핵심은 동박 표면에 특수 카본을 코팅한 것이다. 동박과 음극재 사이의 접착력을 끌어올리는 방식이다.

실리콘 음극재는 충전과 방전을 반복할 때 부피가 크게 늘었다 줄어든다. 이 과정에서 음극재가 동박에서 떨어져 나가는 '탈리 현상'이 생길 수 있다. 고접합 카본 코팅 동박은 이를 억제해 전극의 구조적 안정성을 높인다. 배터리 수명과 안전성 향상으로 이어질 수 있다는 게 SK넥실리스의 설명이다.

SK넥실리스 정읍공장 전경. ⓒ SK넥실리스

개발 배경에는 배터리업계의 방향 전환이 있다. 에너지 밀도를 높이기 위해 음극재 속 실리콘 함량을 늘리는 추세다. 실리콘 함량이 높아질수록 음극재와 동박 사이의 접착력은 더 중요해진다. SK넥실리스가 이 지점에 초점을 맞춘 이유다.

적용 범위는 건식 전극 공정까지 넓다. 건식 전극 공정은 차세대 배터리 제조법으로 꼽힌다. 제조 비용과 에너지 사용량을 줄일 수 있어 주목받는 상태다.

건식 공정에서도 전극 소재와 동박을 안정적으로 붙이는 일은 필수다. 이번 기술의 적용 가능성이 높게 점쳐지는 배경이다.

양산을 위한 준비도 시작됐다. SK넥실리스는 고접합 카본 코팅 동박의 파일럿 생산 시스템 구축에 나서기로 했다. 현재는 공정 안정성을 검증하는 단계다. 양산 기술을 확보한 뒤 2027년 하반기 상용화를 추진한다는 구상이다.

SK넥실리스 관계자는 "이번 개발은 고함량 실리콘 음극재 확대와 건식 전극 공정 도입 등 차세대 배터리 시장의 기술 변화에 대응하기 위한 성과다"며 "상용화 최적화 작업을 차질 없이 진행하는 동시에 지속적인 기술 개발로 차세대 배터리 소재 시장에서 경쟁력을 강화해 나가겠다"고 강조했다.

관건은 양산이다. 현재 확보한 기술을 대량 생산 라인에서도 똑같이 구현해야 한다. 공정 안정성 확보가 상용화 시점을 좌우할 전망이다.