이차전지 믹싱 전문 제조 및 솔루션 기업인 (주)윤성에프앤씨가 산업통산자원부 산하 한국산업기술기획평가원의 신규 국책과제의 주관기관으로 선정됐다고 밝혔다. 윤성에프앤씨는 연속식 이차전지 건식 전극 컴파운드 믹싱 공정 및 제조장비 개발 과제를 수행하게 된다. 총 과제 수행기간은 2024년 9월부터 2027년 12월까지 약 40개월이며, 연구 주관기관은 윤성에프앤씨로 공동기관은 한국기계연구원, 한국전기연구원, 울산과학기술원, 경상국립대학교, 에인트호번공과대학교로 이뤄졌다. 이번 과제 선정의 핵심 요인으로는 윤성에프앤씨의 독자적인 건식공정 및 장비 개발 기술 4건을 포함한 기반 기술력과 폭넓은 연구개발 레퍼런스가 큰 역할을 했다. 특히 윤성에프앤씨는 2024년 상반기 완공된 믹싱 전문 R&D 센터에서 세계 선도 수준의 믹싱 기술 개발을 진행 중으로 앞으로의 성과가 더욱 주목된다. 윤성에프앤씨는 이번 국책과제를 통해 배치식 건식 공정을 대체하는 올인원 연속식 건식 믹싱 장비 및 공정을 개발할 예정이다. 4개 연도에 걸쳐 연구개발 단계의 건식 믹싱 장비 및 시스템, 공정을 양산 단계로 스케일업 할 예정으로 윤성에프앤씨는 국내 업체로는 세계 최초로 양산용 건식 믹싱 장비 개발 본격화에 진입하게 되었다. 현재 국내 건식전극공정은 실험실 또는 배치식 스케일로 양산용 연속식 장비 및 공정 개발이 요구되고 있다. 윤성에프앤씨가 개발하는 양산용 올인원 연속식 건식 믹싱장비는 생산량, 성능, 공간, 비용/시간 등에서 기존 건식전극 공정 대비 압도적인 성능을 보유할 것으로 예상된다. 윤성에프앤씨는 현재 세계 최초로 4,000L급 배치식 믹서 및 습식 연속식 믹서 기술과 장비 기술 보유에 이어 이번 국책 과제를 통해 세계 최초 양산용 연속식 건식 믹싱 양산 기술을 확보하게 된다고 전했다. 이번 연속식 시스템 개발을 통해 기존 배치식 대비 효율적인 공정 운영뿐만 아니라 공간 활용성 향상, 생산량 향상, 전극 에너지 밀도 등의 한계 극복을 통해 공정비용 및 장치비용 절감이 가능할 전망이다. 윤성에프앤씨는 이번 기술 개발을 통해 전지사 수요에 선제적으로 대응함과 동시에 세계 시장에서의 경쟁력을 강화할 수 있을 것으로 기대된다. 윤성에프앤씨는 2021년부터 3년간 한국산업기술기획평가원의 지원을 받아 연속식 습식전극 믹서를 성공적으로 개발한 경험을 바탕으로, 이번 과제에서도 혁신적인 기술력을 다시 한번 입증할 것으로 기대된다. 

[파이낸셜뉴스] 아바코가 2차전지 핵심장비로 분류되는 전극공정 장비 분야에 처음 진입했다. 11일 아바코에 따르면 국내 2차전지 업체와 롤프레스와 슬리터 등 전극공정 장비 2종을 공급하기로 계약을 체결했다. 롤프레스 장비는 극판 밀도를 높이는 기능을, 슬리터는 2차전지 규격에 맞춰 전극 폭을 절단하는 기능을 한다. 특히 롤프레스는 양극활물질과 음극활물질을 입힌 뒤 압연을 통해 전극 밀도를 증가시키는 장비로 2차전지 생산에 있어 핵심적인 기능을 한다. 이 장비는 양극활물질과 음극활물질 두께를 마이크로미터(㎛, 100만분의 1m) 수준으로 얇게 구현한다. 아바코는 디스플레이 장비에 이은 신수종사업으로 2차전지 장비를 선정한 뒤 지난 2020년 2차전지 롤투롤 사업부를 신설하고 연구·개발을 이어왔다. 그 결과 이번에 롤프레스, 슬리터 장비 납품을 확정하면서 2차전지 전극공정 장비 분야에 진출했다. 아바코 관계자는 "앞서 2차전지 자동화 물류시스템 분야에 진출해 기술력을 인정받았으며, 이는 실적으로 이어지고 있다"며 "이번에 롤프레스, 슬리터 공급은 2차전지 전극공정 분야에 진출했다는 의미이며, 나아가 종합장비회사로 도약하는 계기가 될 것"이라고 말했다. butter@fnnews.com 강경래 기자

[파이낸셜뉴스] 나인테크가 건식전극 공정용 파일럿(Pilot) 장비의 개발을 완료하고, 양산 장비개발에 박차를 가하고 있어 업계의 주목을 받고 있다. 나인테크는 건식전극 공정의 핵심 기술인 △전극 시트(Sheet) 다단 압연 기술 △집전체 라미네이션(Lamination) 기술 △균일한 두께조절을 위한 정밀·능동 가압 제어기술이 탑재된 장비를 개발했다고 9일 밝혔다. 최근 배터리 전극 습식 제조과정에서 용매 건조로 인해 다량의 이산화탄소가 발생하는 것으로 확인돼 친환경 제조를 위한 혁신적인 공정이 필수로 요구되고 있다. 습식 공정에서는 용매와 소재 간 층 분리 현상으로 인해 후막 전극을 코팅하기 어려워 현재 배터리의 에너지밀도 향상을 저해하는 요소로 꼽히고 있다. 나인테크는 이러한 문제들을 해결하기 위해 건식전극 공정 장비를 개발하기에 나섰다. 현재 개발하고 있는 건식전극 공정장비는 주력 장비인 라미네이션(Lamination) 장비의 롤투롤(Roll to Roll) 기술을 적용해 고정밀의 인라인(In-line) 앙면 코팅이 가능하며, 투입하는 파우더(Powder)의 정량 공급이 가능한 시스템으로 구성돼 건식전극의 균일한 두께와 공극도를 확보할 수 있다. 나인테크 관계자는 “현재 파일럿 단계에서 전극 코팅에 대한 검증을 완료했고 양면 코팅 시 발생할 수 있는 얼라인(Align) 오차를 측정하고 보정할 수 있는 구조를 설계하고 있다”며 “이 장비는 기존 장비보다 약 2배가량 높은 생산성을 확보할 수 있어 생산성 측면에서 혁신적인 변화를 보일 수 있을 것으로 예상된다”고 전했다. 그러면서 이 관계자는 “당사는 기존 습식 전극의 한계를 극복하기 위해 공정장비를 혁신해 리튬 2차전지의 발전 방향을 주도해왔으며, 이러한 노력을 통해 향후 안전하고 에너지밀도가 높은 리튬 2차전지 상용화에 큰 기여를 할 것으로 기대된다”며 “이를 바탕으로 나인테크는 2차전지 기술의 발전에 선도적인 역할을 하며 차세대 전지 분야에서 선두에 서게 될 것”이라고 포부를 밝혔다. dschoi@fnnews.com 최두선 기자

[파이낸셜뉴스] 씨아이에스는 2차전지 전극공정 제조장비 공급 계약을 체결했다고 5일 공시했다. 계약 금액은 219억5010만원으로 최근 매출액 대비 13,77% 해당하는 규모다. 계약 상대방은 기업 경영상 비밀보호 요청에 따라 공시가 유보됐다. nodelay@fnnews.com 박지연 기자

[파이낸셜뉴스] 씨아이에스는 ULTIUM CELLS와 182억원 규모 2차전지 전극공정 제조장비 공급계약을 체결했다고 8일 공시했다. 이는 최근 매출액 대비 13.71%에 해당하는 규모다. 계약기간은 지난 7일부터 오는 2024년 12월30일까지다.    ggg@fnnews.com 강구귀 기자

[파이낸셜뉴스]강원에너지가 전극공정 믹싱장비 첫 수주에 성공했다. 강원에너지는 미디어테크와 8억원 규모 2차전지 전극공정 믹싱장비 공급계약을 체결했다고 12일 밝혔다. 2차전지 양극과 음극 극판을 형성하는 전극공정은 2차전지 공정에서 가장 큰 비중(30%)을 차지하고 있는 만큼 배터리 제조 과정 중 가장 핵심 단계다. 이번에 강원에너지가 공급하는 장비는 전극공정 첫 단계로 믹싱 공정에 특화된 장비다. 소재 투입부터 믹싱, 이송까지 일괄공급 예정이다. 해당 장비는 미디어테크가 공급하는 유럽배터리 업체 전극공정 파일럿(Pilot)라인에 적용된다. 믹싱공정은 배터리 소재의 기초가 되는 활물질, 도전재, 바인더 및 용제를 정확히 투입해 균일한 분포를 갖는 슬러리를 만드는 공정이다. 강원에너지는 유럽 배터리업체에 공급될 파일럿 공정라인 수주 확보를 기반으로 정식 양산라인이 구축되면 전극공정 믹싱 장비에 대한 수주가 큰 폭으로 확대될 것으로 기대하고 있다. 회사 관계자는 “올해 하반기에도 배터리업체에 파일럿용 믹싱 장비를 납품하는 수주에 대해 협의 중”이라며 “우호적인 시장환경에 힘입어 강원에너지는 2차전지 양극재 핵심설비 사업과 전극공정 믹싱 분야까지 사업 포트폴리오를 확장했다”고 말했다.  한편 미디어테크는 국내 배터리 장비기업 중 최초로 미국 전고체 배터리 업체로부터 250억원 규모 대형 수주를 확보했다. 강원에너지가 공급하는 믹싱장비를 포함해 배터리 전극장비(양극, 음극판 제조)와 조립장비(배터리 완성품 제조)를 순차적으로 공급할 계획이다. kmk@fnnews.com 김민기 기자

[파이낸셜뉴스] 씨아이에스는 246억원 규모의 2차전지 전극공정 제조장비 공급계약을 체결했다고 11일 공시했다. 이는 2020년 매출 대비 20.84%에 해당하는 규모이며 계약기간은 2022년 12월 20일까지다.  ggg@fnnews.com 강구귀 기자

【파이낸셜뉴스 인천=한갑수 기자】 빠른 충전·방전이 가능한 차세대 배터리 개발을 앞당길 핵심기술이 개발됐다. 인하대는 양승재 화학공학과 교수 연구팀이 저온 흑연화 공정 개발을 통해 기존 흑연 음극의 낮은 율속 특성(충·방전 속도에 따라 용량 유지율이 좋아지거나 나빠지는 특성)을 획기적으로 개선한 나노탄소전극을 개발했다고 8일 밝혔다. 나노구조화된 흑연질 탄소재료는 우수한 물리적, 화학적 특성으로 현재 연구 및 산업계의 많은 관심을 받고 있다. 하지만 이를 합성하기 위해서는 복잡하고 에너지가 많이 소모되는 공정이 필수적이었다. 양승재 교수와 그의 연구팀인 화학공학과 신민창, 김재호 연구원은 금속-페놀릭 배위결합에 기반한 저온 흑연화 공정으로 3D 구조화된 흑연 나노공을 합성, 금속-페놀릭 배위결합 및 열처리 온도별 엑스 시추법 분석을 통해 합성 메커니즘을 규명해냈다. 이 흑연 나노탄소전극은 흑연 나노결정의 끝단이 다방향으로 열려 있어 리튬 이온이 흑연 나노결정 안쪽으로 출입이 용이한 독특한 나노구조를 가지고 있는 물질이다. 여기에 배터리 음극을 적용했을 때 기존 흑연 음극의 낮은 율속 특성을 획기적으로 개선한 높은 전기화학 성능을 확인했다. 이번 연구 성과는 빠른 충·방전이 가능한 차세대 배터리의 개발 가능성을 앞당길 것으로 기대된다. 이번 연구는 한국연구재단의 중견연구자지원사업과 기초연구실사업, 한국과학기술연구원의 오픈 리서치 프로그램 내 4U사업의 지원을 받았다. 이 연구는 연구의 우수성을 인정받아 국제 권위 학술지 ‘스몰’(Small, 영향력지수: 11.459)의 표지 논문으로 채택됐다. 양승재 교수는 “기존의 상용화된 흑연 전극의 단점을 획기적으로 향상시켰고, 현재 추가적인 실험을 통해 흑연 나노탄소전극보다 50% 이상 더 향상된 결과들을 얻고 있어, 고출력 나노탄소전극의 상용화에 한걸음 더 다가갈 수 있을 것으로 기대한다”고 말했다.  kapsoo@fnnews.com 한갑수 기자

이남기 공정거래위원장이 6일 “외국기업간 가격담합(카르텔)이라 해도 국내시장에 영향을 미칠 경우 예외가 될 수 없다”고 밝혀 조만간 미국·독일·일본 3개국 6개 흑연전극 제조업체가 가격담합 혐의로 처벌받을 가능성이 높아지고 있다. 이위원장은 이날 서울 소공동 조선호텔에서 열린 주한 유럽연합(EU)상공회의소 주최 세미나에서 “공정위가 흑연전극 국제카르텔에 가담한 외국기업을 제재하기 위한 절차를 진행중에 있다”며 이같이 말했다. 공정위는 지난 2000년 10월부터 지난달까지 17개월동안 흑연전극 제조업체의 가격담합에 대해 우리나라 공정거래법을 역외적용, 처벌하기 위한 조사를 벌여왔다. 이위원장은 “자국 경쟁법의 역외적용은 해당국가의 정당한 관할권 행사”라면서 “앞으로 국내에서 활동하는 외국기업간 카르텔에 대해서도 강력한 제재에 나설 방침”이라고 강조했다. / msk@fnnews.com 민석기기자

[파이낸셜뉴스] 한국에너지기술연구원 수소연구단 김우현 박사팀이 청록수소 생산과 상용화를 앞당길 수 있는 신개념 니켈-코발트 합성 촉매를 개발했다. 기존 수소 생산공정이 900도에서 이뤄지지만 새로운 촉매는 600도로 낮춰도 수소를 만들어낸다. 또한 촉매를 사용하는 시간도 90분에서 150분까지 늘어났다. 김우현 박사는 21일 "새 촉매는 수소 생산과 동시에 탄소나노튜브 생산도 가능해 생산성, 경제성 모두를 잡은 획기적 결과"라며, "향후 이 촉매가 적용된 양산 기술을 연구하고 성능 평가를 진행해 핵심 소재 기술과 반응 시스템 설계 기술을 확보할 계획"이라고 말했다. 메탄 등의 탄화수소를 분해해 나오는 청록수소는 생산 과정에서 이산화탄소를 배출하지 않는다. 청정수소 중 하나인 청록수소는 천연가스의 주성분인 메탄(CH4)을 고온의 열로 분해해 수소와 고체 탄소를 생산하는 기술이다. 화석연료로부터 수소를 생산하지만 생산 과정에서 이산화탄소가 배출되지 않아 별도의 이산화탄소 포집, 저장 과정을 거치지 않아도 청정수소를 생산할 수 있다. 하지만 청록수소 기술은 반응에 필요한 열공급 문제로 인해 상용화가 늦어지고 있다. 주로 니켈과 철 기반의 촉매로 900도 수준의 고온에서 수소가 만들어진다. 또 반응 후에 수소와 함께 생성되는 탄소의 활용 방안이 많지 않아 해결이 필요한 상황이다. 연구진은 이러한 문제를 해결하기 위해 니켈 기반 촉매에 코발트를 첨가했다. 코발트는 탄소 소재 제품을 생산할 때 촉매로 활용돼 전기적 활성을 강화하고 내구성을 향상 시키는 역할을 한다. 이 점을 착안해 최적화된 촉매 실험을 한 결과, 니켈과 코발트가 각각 8%, 2% 포함될 때 가장 높은 수소 생산성을 보였다. 이 촉매는 600도에서도 기존에 개발된 촉매보다 초기 30분 활성 기준 50% 이상 높게 수소를 만들어냈다. 또한 기존 촉매의 초기 활성 유지 시간이 90분인 반면, 새 촉매는 기존보다 60% 길어진 약 150분 동안 수소를 생산했다. 뿐만아니라 수소생산 반응이 일어난 후에는 촉매 표면에 탄소나노튜브가 만들어졌다. 탄소나노튜브는 이차전지의 전극 소재, 건축용 소재 등에 널리 활용되는 재료로, 수소 생산과 함께 고부가가치 탄소 물질을 생산할 수 있다는 가능성을 보였다. 한편, 연구진은 새로 개발한 수소생산 촉매를 화학 공학 분야의 세계적 권위지인 '퓨얼 프로세싱 테크놀러지(Fuel Processing Technology)'에 발표했다.  monarch@fnnews.com 김만기 기자