윤성에프앤씨가 산업통산자원부 산하 한국산업기술기획평가원의 신규 국책과제의 주관 기관으로 선정됐다고 22일 밝혔다. 연속식 2차전지 건식 전극 콤파운드(혼합물) 믹싱 공정과 제조장비 개발 과제를 수행한다.
윤성에프앤씨가 주관하는 연속식 시스템 개발 연구는 지난 9월 시작됐다. 오는 2027년 12월까지 약 40개월간 진행된다. 연구 주관 기관은 윤성에프앤씨로 한국기계연구원, 한국전기연구원, 울산과학기술원, 경상국립대, 네덜란드 에인트호번공과대가 과제에 공동 참여한다.
과제는 배터리 생산 과정의 초기 단계인 믹싱공정 효율화다. 배터리 전극을 만들기 위해서는 활물질, 도전재 등 원재료를 균일하게 섞는 믹싱이 필요하다. 믹싱은 크게 배치식과 연속식으로 나뉜다. 배치식은 활물질, 도전재 등의 재료를 각각 별도의 용기에 채운 뒤 하나의 배치(batch)에서 수시간 동안 믹싱하는 방법이다. 연속식은 활물질 등 여러 재료를 일정한 속도로 계속 투입해 믹싱한다. 계속해서 재료를 믹싱할 수 있어 생산성이 높다.
배터리 생산공정은 습식과 건식으로 나뉜다. 습식 공정은 믹싱 과정에서 활물질, 도전재에 액체 상태의 화학물질을 넣어 슬러리를 만는다. 200℃ 이상 고온에서 건조가 필요하다. 이 과정에 많은 전력이 소비된다. 건식 공정은 양극과 음극을 만드는 전극 공정에서 활물질을 고체 파우더로 만들어 금속 극판에 코팅하는 방식이다.
윤성에프앤씨가 이번에 수행하는 프로젝트는 기존의 배치식 건식 믹싱 공정을 대체할 연속식 건식 믹싱 공정 개발이다. 이 경우 기존 배치식 대비 효율적인 공정 운영이 가능할 뿐 아니라 공간 활용성 향상, 생산량 향상, 전극 에너지 밀도 등의 한계 극복이 가능할 것으로 보인다.
윤성에프앤씨는 앞으로 4개 연도에 걸쳐 현재 연구개발 단계의 건식 믹싱 장비 및 시스템, 공정을 양산 단계로 대형화할 예정이다. 윤성에프앤씨 측은 이번에 개발하는 양산용 올인원 연속식 건식 믹싱 장비가 생산량, 성능, 공간, 시간 대비 비용 등에서 기존 건식 전극 공정보다 월등히 앞설 것으로 예상하고 있다.
윤성에프앤씨는 1986년 설립됐다. 지난해 1억불 수출탑도 수상했다. 박치영 윤성에프앤씨 대표는 2차전지 제조용 장비의 국산화, 무역수지 개선, 전기차 보급 확대에 기여한 공로를 인정받아 산업포장을 받았다. 윤성에프앤씨는 2021년 1억3000만달러에 이어 2022년 1억5000만달러 수출을 기록했다.
디일렉=이수환 전문기자 [email protected]
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