탑맥은 리튬이온배터리 음극 집전체인 동박을 대체할 수 있는 ‘복합동박’ 연속 생산 설비를 개발하고 납품했다고 밝혔다. 이번에 납품된 장비는 필름 위에 금속 박막을 형성하는 롤투롤 스퍼터링 증착기와 연속적으로 구리(Cu) 도금을 할 수 있는 수평식 롤투롤 도금 장비로 구성되어 있다.
동박은 이차전지의 핵심 소재인데, 복합동박은 기존의 음극재용 동박을 대체할 수 있는 소재다. 기본 개념은 PET, PP, PI 등의 폴리머 필름 표면에 구리 박막을 형성해 구리 사용량과 배터리 무게를 줄이고 생산 비용을 절감하는 것이다.
국내에서는 핸드폰 등 소형 배터리에 적용되었으며, 전기자동차 시장에 진입 이후 시장 조사 기관은 복합필름 집전체의 보급률이 지속적으로 증가할 것으로 전망하고 있다.
탑맥의 개발 담당자는 “고품질의 복합동박 생산을 위해서는 수마이크론 두께의 얇은 폴리머 필름을 이송해 표면에 도금 유도층(seed layer)을 형성하는 진공 증착 공정과 다시 도금 피막을 형성하는 롤투롤 전기 도금 공정의 조합이 완벽하게 이어져야 한다”고 강조했다.
국내 이차전지 제조기업은 지금까지 중국의 동향을 주시하며 복합동박의 도입 여부를 검토해 왔다. 기존의 동박을 복합동박으로 대체하면서 생기는 노칭과 탭 웰딩 등 이차전지 조립 공정의 변경 번거로움 등으로 저항감을 보인 것도 사실이다. 그러나 중국은 수년 전부터 관련 기술 개발에 활발한 투자를 진행해 왔다. 그리고 복합필름을 활용한 배터리를 EV 자동차 모델에 실제 적용함에 따라 국내 기업들도 복합동박을 검토하는 움직임을 보이고 있다.
이전까지 국내 기업은 NCM 3원계 배터리의 높은 에너지 밀도를 바탕으로 시장을 선도하겠다는 전략으로, 상대적으로 화재 안정성이 높고 수명이 길며 저렴한 리튬인산철(LFP) 배터리 생산을 배제했다.
그러나 테슬라 등 다수 모델에 LFP 배터리가 본격적으로 적용되면서 결과적으로 중국이 주도하는 LFP 배터리 시장 흐름에 따라갔고, 유사한 실패를 반복해서는 안 된다는 의견도 일각에서 제기되고 있다.
이원지 기자 news21g@etnews.com
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