이차전지 장비 및 소재 전문기업 케이지에이가 리튬인산철(LFP) 양극재에 수계공정을 적용할 수 있는 핵심 신기술을 개발하며 차세대 배터리 제조 패러다임 변화를 예고했다.

케이지에이는 3일 LFP 양극 활물질에 수계공정을 도입할 수 있는 두 가지 핵심 기술 개발에 성공했다고 밝혔다. 

그동안 업계의 고질적인 과제로 꼽혔던 ‘양극재 수계공정 적용의 한계’를 해결한 이번 성과는, 전극 제조 공정의 전환을 앞당기는 계기가 될 전망이다.

회사 측에 따르면 이번 기술은 △활물질 코팅 소재 제조 기술과 △수계 양극공정 적용 기술로 구성된다. 케이지에이는 이차전지 소재·장비 전문기업 쉐메카와 공동으로 개발을 진행했다.

이차전지 전극 제조 과정에서 활물질의 결착을 위해 바인더가 쓰인다. 용매 성질에 따라 유기계(비수계)와 수계 전극으로 구분된다. 기존에는 음극에만 수계공정이 사용됐고, 양극에는 환경 유해성이 큰 유기계 용매(NMP)가 주로 사용돼 왔다. 

NMP는 비용이 높고 친환경성에 한계가 있어 전지 단가 상승의 주요 원인으로 지적돼 왔다. 이를 대체하려는 다양한 시도가 있었지만, 성능 저하와 수명 단축, 고속 충·방전 특성 악화 등으로 상용화는 쉽지 않았다.

케이지에이는 자사 고유의 활물질 코팅 소재를 기존 LFP 양극재에 특수 방식으로 적용, 수계공정에서도 유기계 공정과 동등한 성능을 확보하는 데 성공했다. 실제 시험 결과, 수계공정으로 제조한 전극은 초기 용량, 싸이클 수명, 고속 충·방전 특성 등 모든 평가 항목에서 성능 저하 없이 안정적인 결과를 기록했다.

김옥태 케이지에이 대표이사는 “이번 성과는 고성능·저비용·친환경이라는 세 가지 요소를 모두 충족시키는 혁신적인 이차전지 소재 기술로, 당사의 장비 기술과 결합해 소재-장비 통합 솔루션을 제공할 수 있는 기반이 될 것”이라며 “차세대 이차전지 시장에서 기술 선도 기업으로의 입지를 더욱 공고히 하겠다”고 말했다. 

케이지에이는 이번 신기술을 LFP뿐 아니라 삼원계(NCM), 전고체전지(ASSB), 소듐이온전지(나트륨 배터리), 건식 전극(Dry Electrode) 등 다양한 차세대 전극 제조에 적용할 계획이다.  

양산 공정에 맞춘 맞춤형 장비 개발도 병행 중이며, 향후에는 직접 소재 공급을 넘어 고객 요청 시 전극 파운드리(위탁 생산) 사업까지 사업 영역을 확장할 방침이다.