삼성SDI가 배터리 생산 수율과 생산성 향상을 위한 고성능 습도 센서 적용에 나선다. 정전용량식(Capacitive humidity sensor)에서 칠드미러(Chilled-Mirror) 방식으로 바꾸는 것이 핵심이다.

습도는 공기에 포함된 수증기의 양을 말한다. 배터리 생산 현장은 습도에 민감해 드라이룸(Dry room)이라 부르는 건조한 상태를 유지한다. 문제는 이 습도가 얼마나 정확한지 확인할 수 있는 방법이 제한적이었다는 점이다.

칠드미러는 공기를 얼려 이슬이 맺히는 온도를 계산해 습도를 측정한다. 어는 점을 직접 살펴보는 형태다. 센서가 수증기를 흡수해 정전 용량 값으로 습도를 측정하는 정전용량식과 비교해 정밀도가 높다. 일정 기간 동안 사용했을 때 오차가 커지는 문제나 캘리브레이션이(정밀도 조정) 불필요하다. 기존 배터리 공장은 정전용량식 센서로 습도를 측정했다. 칠드미러 센서를 활용하면 보다 정확한 습도 제어가 가능하다.

21일 업계에 따르면 삼성SDI는 올해 구미사업장을 시작으로 칠드미러 습도 센서를 채용할 것으로 알려졌다. 연내 천안사업장, 울산사업장으로 확대 적용한다. 내년부터 미국, 헝가리 공장에도 사용될 계획이다.

해당 센서는 삼영에스앤씨가 개발해 공급한다. 양사는 지난 2021년부터 배터리 공장에 활용할 습도 센서 개발을 공동으로 진행했다. 기존에 사용하던 정전용량식 센서를 순차적으로 대체한다는 계획을 세웠다.

일반적으로 1기가와트시(GWh) 규모의 배터리 공장에 설치되는 센서는 100여개 이상이다. 칠드미러 센서의 가격은 개당 수천만원 수준이다. 그간 전량 수입에 의존했기 때문에 가격이 비쌌다. 국산화로 가격이 상당히 내려갈 것으로 예상된다.

정전용량식 센서를 사실상 독점하고 있는 핀란드 바이살라(VAISALA) 대체 효과도 기대할 수 있다. 이 방식의 센서는 2년 동안 사용하면 캘리브레이션을 위해 여분의 센서를 추가로 사용해야 한다. 가격은 칠드미러 센서보다 저렴하지만 유지보수 측면에서 불리한 점이 많았다.

또 정밀한 습도 측정이 가능해지면서 배터리 수율과 생산성을 높이는데 도움이 된다. 예컨대 습도에 민감하게 반응하는 전극공정이라면 각 공정의 컨트롤과 활물질(양‧음극재와 각종 소재를 섞은 슬러리) 점도를 일정하게 유지할 수 있다. 전극 품질이 일정하면 이후 진행되는 조립공정과 후공정 생산 속도를 높일 수 있다. 변수가 줄어들기 때문이다.

삼영에스앤씨 입장에서 배터리 센서 시장에 진입했다는 점은 의미가 크다. 삼성SDI라는 확실한 고객사를 확보했다는 점에서 향후 안정적 매출을 기대할 수 있다. 향후 습도에 민감한 분리막과 전고체 배터리 시장에도 진출할 계획이다.

삼영에스앤씨는 2021년 5월 상장했다. 지난해 매출은 116억원, 영업적자 35억원을 기록했다. 상장 당시 기준으로 2025년 매출 목표는 720억원이었다. 회사 측은 고부가, 고정밀 센서 사업을 통한 신시장 개척으로 성장 동력을 확보한다는 방침이다.

디일렉=이수환 전문기자 [email protected]
《반도체·디스플레이·배터리·전장·ICT·게임·콘텐츠 전문미디어 디일렉》 

이수환 전문기자 다른기사 보기