배터리사 게임체인저 '건식전극공정' 경쟁 뜨겁다

습식보다 친환경·고효율 장점에
나노인텍, 연말 파일럿 구축 목표
윤성에프엔씨도 믹싱기술 개발중
2033년엔 3조5535억 성장 전망
전문가 "정부, 개발지원 강화해야"

나노인택 강원 원주 제조시설 설비.사진제공=나노인텍

[서울경제]

나노인택과 독일 프라운호퍼 IKTS연구소가 공동개발한 이차전지 슬러리 모니터링 장비.사진제공=나노인텍

국내 2차 전지 소부장(소재·부품·장비) 중소기업들이 배터리 제조의 ‘게임 체인저’로 꼽히는 건식 전극 공정 기술 개발에 사활을 걸고 있다. 배터리를 만드는 초기 단계로 양극과 음극을 만드는 과정인 전극 공정은 고체 파우더를 활용하는 건식 공정이 액체 상태의 유기용매(NMP)를 사용하는 습식 공정 대비 친환경적이고 효율성이 높아 차세대 핵심기술로 주목 받고 있다. 용매를 건조하고 회수하는 설비가 필요 없어 제조비용과 탄소배출 절감 효과가 탁월하다. 특히 2차 전지 시장을 주도하는 테슬라가 올해 건식 전극 제조를 공식 선언한 만큼 관련 기술력 확보는 2차 전지 소부장 중소기업에 선택이 아닌 필수가 됐다.

20일 업계에 따르면 2차전지 장비 제조 기업인 나노인텍은 유럽 최대 응용과학 연구기관인 독일 프라운호퍼와 공동개발을 통해 내년 하반기 건식 전극 공정 장비 파일럿 라인을 구축할 예정이다.

회사는 전극 공정 과정 중 양극과 음극의 활물질과 도전재, 바인더를 혼합하는 믹싱 공정과 양극과 음극을 집전체에 바르는 코팅공정 장비를 연구하고 있다. 나노인텍은 해당 사업에 약 100억 원을 투입한 것으로 알려졌다. 이는 회사의 지난해 매출액 612억 원 대비 16%에 달하는 금액이다. 박영식 나노인텍 회장은 “건식 공정은 기존 습식 공정 대비 에너지 소모를 최대 47% 절감, 공정비 19% 절감, 생산설비 규모도 절반 이하로 줄일 수 있다”며 “장비 개발에 성공하면 연 매출 1000억 원을 달성할 것”이라고 강조했다.

전극 공정 중 믹싱 전문 제조 기업인 윤성에프엔씨도 한국기계연구원 등과 함께 건식 전극 믹싱 공정의 효율화 연구에 매진하고 있다. 회사는 현재 실험실 규모인 국내 건식 전극 공정의 생산량을 획기적으로 늘릴 기술 개발에 착수한 상태다. 코스닥 상장을 준비 중인 케이지에이도 건식 전극 공정 장비 개발에 성과를 내고 있다. 회사는 올해 2월 건식 전극 믹서 장비 개발에 성공해 관련 기술 3건을 특허 등록했다. 건식 전극 공정 장비 수주가 이뤄진 기업도 있다. 피앤티는 지난해 6월 테슬라 미국 텍사스 공장에 건식 전극 공정 코팅 장비 납품 계약을 맺은 바 있다.

피엔티의 2차 전지 전극 공정 장비인 ‘전극 코터’.사진제공=피엔티

이처럼 2차전지 소부장 기업들이 건식 전극 공정 개발에 총력전을 펴는 것은 테슬라와 LG에너지솔루션, 삼성SDI, SK온 등 글로벌 기업들이 건식 공정 상용화에 박차를 가하고 있기 때문이다. 실제 글로벌 시장조사업체 VMR에 따르면 건식 전극공정 시장은 2024년 1조 7054억 원에서 2033년 3조 5535억 원으로 급성장할 것으로 조사됐다.

미래 성장성을 보고 정부도 중소기업의 건식 전극 공정 기술 개발을 적극 지원하고 있다. 산업통상자원부는 11일 ‘중견중소기업 상생형 혁신도약 사업’을 발표하며 피엔티와 윤성에프엔씨를 연구개발기관으로 선정했다. 양사는 3년 동안 평균 39억 원의 예산을 지원받고 건식 전극 공정 장비 개발에 돌입할 예정이다.

정채환 한국생산기술연구원 공학박사는"꿈의 배터리로 여겨지는 전고체 배터리 시대까지 고려하면 정부가 건식 전극 공정 기술 개발 지원을 더 강화할 필요가 있다"고 말했다.

박우인 기자 wipark@sedaily.com