【투데이신문 이유라 기자】SK넥실리스가 ‘인터배터리 2026’에서 차세대 배터리 소재 기술을 공개하며 셀 제조 중심에서 소재 기술 경쟁으로 확대되는 배터리 산업 변화를 보여줬다. 단연 눈길을 끈 것은 두께 4㎛(마이크로미터) 수준의 초극박 동박 기술이다. 이 두께는 사람 머리카락의 30분의 1 정도로 얇다. SK넥실리스는 2019년 양산에 성공하며 ‘세계 최초’를 기록했다.
13일 SK넥실리스에 따르면 동박은 배터리 음극의 핵심 소재다. 배터리 음극에서 전류를 전달하는 집전체 역할을 한다. 두께가 얇을수록 배터리 에너지 밀도를 높일 수 있다. 때문에 배터리 성능과 제조 공정 효율에 영향을 미치는 부품으로 평가된다. 관계자는 “SK넥실리스는 4㎛ 초극박 동박을 세계 최장 길이로 생산할 수 있는 기술력을 확보하고 있다”고 말했다.
초극박 동박은 실제 배터리 제조 공정에도 적용 가능한 수준이다. SK넥실리스 관계자는 “한 번 생산할 때 최대 7만7000m 길이까지 결함 없이 생산할 수 있다”면서 “고객사의 요구에 따라 5000m, 3000m 등 원하는 길이로 재단해 공급할 수 있다”고 설명했다.
SK넥실리스는 초극박 동박 기술 경쟁력으로 ▲시니스트(Thinnest) ▲와이디스트(Widest) ▲롱기스트(Longest) 전략을 제시하고 있다. 관계자는 “세계 최초로 4㎛ 동박을 양산한 기술을 의미하는 시니스트, 제품 폭을 넓혀 전극 코팅 효율을 높일 수 있는 와이디스트, 한 번에 긴 길이를 생산할 수 있는 롱기스트 기술을 통해 제조 경쟁력을 확보했다”고 밝혔다.
넓은 폭의 동박은 전극 코팅 공정 효율을 높일 수 있다. SK넥실리스 관계자는 “동박 폭이 넓을수록 전극 코팅 공정에서 동일 시간 대비 생산량을 늘릴 수 있어 공정 효율 개선 효과가 있다”고 말했다.
롱기스트 기술 역시 공정 경쟁력으로 꼽힌다. SK넥실리스 관계자는 “동박은 매우 얇은 소재이기 때문에 긴 길이를 결함 없이 생산하기 위해서는 정밀한 제조 기술이 필요하다”며 “7만7000m 길이를 안정적으로 생산할 수 있는 공정 기술 역시 회사의 핵심 경쟁력”이라고 설명했다.
동박은 배터리 제조사의 전지 구조와 전극 공정 조건에 맞춰 다양한 물성으로 제작된다. 배터리 제조사마다 사용하는 전지 구조와 전극 공정이 다르기 때문에 SK넥실리스도 이에 맞춰 다양한 물성과 구성의 동박을 공급하고 있다. 뿐만 아니다. 원자재 조달부터 생산, 포장, 출하까지 전 과정을 아우르는 공급 체계를 구축하고 있다. 특히 제조 과정과 출하 단계에서 시뮬레이션을 진행해 고객 요구에 맞는 제품을 공급하는 중이다.
SK넥실리스는 차세대 배터리 시장 대응을 위한 기술 개발도 진행하고 있다. 관계자는 “차세대 리튬 이차전지 개발 로드맵을 기반으로 다양한 집전체 기술을 개발하고 있다”고 밝혔다. 일례가 고접합 집전체 기술이다. 전극 활물질과의 접착력을 기존 대비 약 70% 이상 향상시킬 수 있는 장점을 가졌다.
이번 전시에서 공개한 프라이머 카본 코팅 동박이 고접합 집전체 기술로 만들어졌다. SK넥실리스 관계자는 “동박 표면에 코팅을 적용해 전극과의 접착력을 높이기 위한 기술로 이해하면 된다”고 설명했다.
이외 내부식 집전체는 황화수소(H₂S) 반응을 억제해 배터리 수명 특성을 개선할 수 있는 기술이다. 부식 반응을 줄여 장수명 특성을 구현할 수 있다. 리튬메탈(Li-metal) 음극용 집전체 기술도 개발 중이다. SK넥실리스 관계자는 “리튬메탈과의 접착 특성을 확보하고 균일한 계면저항을 형성할 수 있도록 기술 개발을 진행하고 있다”고 밝혔다.
한편 SK넥실리스는 글로벌 배터리 업계 최초로 국제 국제 환경·사회·지배구조(ESG) 인증인 ‘카퍼마크(Copper Mark)’를 획득했다. 인증 절차 착수부터 현장 실사와 전문가 검증까지 2년여 시간을 공들인 성과다.
SK넥실리스 관계자는 “카퍼마크는 글로벌 구리 산업 분야의 대표적인 ESG 국제 인증으로, 완성차와 배터리 제조사 등 글로벌 기업들이 공급망의 지속가능경영 수준을 평가할 때 활용하는 기준”이라면서 “카퍼마크 인증은 글로벌 고객사들이 요구하는 ESG 공급망 기준을 충족했다는 의미가 있다”고 설명했다. 이어 “지속가능한 공급망 체계를 기반으로 글로벌 배터리 소재 시장에서 경쟁력을 강화해 나갈 것”이라고 덧붙였다.
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