SK넥실리스, 실리콘 음극재 팽창 잡는 동박 개발…‘2027년 상용화 추진’

특수 카본 코팅으로 음극재 접착력 높여 전극 분리 억제
고함량 실리콘 음극재·건식 전극 공정 모두 적용 가능
파일럿 생산체계 구축 착수, 내년 하반기 상용화 목표

SKC사옥./SKC

SKC의 이차전지 소재 투자사 SK넥실리스가 실리콘 음극재의 부피 팽창으로 발생하는 전극 분리 문제를 줄일 수 있는 차세대 동박 기술을 개발했다. 배터리 에너지 밀도를 높이는 고함량 실리콘 음극재뿐 아니라 제조 비용을 줄이는 건식 전극 공정에도 적용할 수 있어 차세대 배터리 소재 시장 공략에 나선다.

20일 SK넥실리스에 따르면 이번에 개발한 '고접합 카본 코팅 동박'은 동박 표면에 특수 카본을 입혀 음극재와의 접착력을 높인 제품이다. 충전과 방전 과정에서 실리콘 음극재가 팽창하면서 동박에서 떨어지는 '탈리 현상'을 억제해 배터리 수명과 안전성을 높이는 데 기여할 수 있다.

최근 배터리 업계는 에너지 밀도를 높이기 위해 기존 흑연 음극재에 실리콘을 첨가하는 비중을 늘리고 있다. 다만 실리콘 함량이 높아질수록 충전 과정에서 부피가 크게 팽창해 전극의 구조적 안정성을 유지하기 어려워진다. SK넥실리스는 동박과 음극재 사이의 접착력을 강화하는 방식으로 이 문제에 대응했다.

새 기술은 건식 전극 공정에도 적용할 수 있다. 건식 공정은 전극 제조 과정에서 용매 사용을 줄여 비용과 에너지 소비를 낮출 수 있지만, 전극 소재와 동박 사이의 접착력을 안정적으로 확보하는 것이 중요하다. SK넥실리스는 이번 기술이 두 분야의 요구를 동시에 충족할 수 있을 것으로 기대하고 있다.

SK넥실리스는 현재 공정 안정성을 검증하고 있으며 파일럿 생산 시스템 구축에 착수했다. 향후 양산 기술을 확보해 2027년 하반기 상용화를 추진할 계획이다.

SK넥실리스 관계자는 "이번 개발은 고함량 실리콘 음극재 확대와 건식 전극 공정 도입 등 차세대 배터리 시장의 기술 변화에 대응하기 위한 성과"라며 "상용화 최적화 작업을 진행하고 지속적인 기술 개발로 경쟁력을 강화하겠다"고 말했다.