지속 가능한 배터리 제조: 건식 공정의 장점

Sustainable Battery Manufacturing: The Dry Process Advantage

Arwed Niestroj , Senior Vice President of e-mobility and product., Sakuu. July 1, 2025

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[ 오늘날의 건식 전극 제조 장비는 분말 기반 인쇄 분야의 기존 업계 전문성을 활용하여 전체 제조 흐름을 혁신하여 배터리 대량 생산을 실현합니다. Sakuu 제공.]

 

지속 가능한 배터리 제조: 건식 공정의 장점

아르웨드 니에스트로이 , .2025년 7월 1일

건전지 전극 제조가 차세대 에너지 저장 솔루션의 지속 가능성, 효율성, 확장성을 어떻게 향상시키는지 알아보세요.

 

배터리 산업은 중대한 기로에 서 있습니다. 전기 자동차(EV)가 급증하는 반면, 재생 에너지 저장에 대한 수요는 급증하고 있습니다. 오늘날의 불안정한 무역 정책과 글로벌 공급망의 불안정성을 넘어, 배터리 제조업체들은 이 역동적인 시장에 대응하기 위해 더 큰 실존적 과제에 직면해 있습니다. 바로 효율성과 비용 효율성을 유지하면서도 적응하고 지속가능성을 높일 수 있는 생산 시스템을 어떻게 구축할 것인가 하는 것입니다.

업계 뉴스 헤드라인은 배터리 셀 설계 , 소재 인터페이스, 그리고 대체 화학 분야 의 발전 소식으로 가득합니다 . 하지만 이러한 혁신이나 다른 혁신들은 대량 생산이 가능하고 안정적이며 효율적으로 이루어지지 않는다면 그 잠재력을 충분히 발휘할 수 없습니다. 간단히 말해, 새로운 배터리 화학, 소재, 그리고 새로운 디자인은 단순한 개선 이상의 것을 요구합니다. 새로운 생산 공정이 필요합니다.

 

해답은 오늘날의 표준 배터리 사양 및 소재뿐만 아니라 미래 애플리케이션이 요구하는 새로운 화학 물질과 혁신적인 기능까지 수용할 수 있는 재료에 구애받지 않는 제조 역량을 개발하는 데 있습니다. 이러한 역량에는 건전지 전극(DBE) 제조 기술이 필요합니다.

 

생존을 위한 전환

 

기존의 습식 공정 배터리 셀 제조는 수십 년 동안 업계에 기여해 왔지만, 더 높은 효율을 추구하고 새로운 소재에 적응하는 과정에서 본질적인 한계에 직면합니다. 습식 공정은 용매로 만든 슬러리를 오븐에서 증발시켜야 하는데, 이는 시간, 재료, 운영 비용 측면에서 제조 공정에서 특히 낭비적인 부분입니다. 제조업체가 습식 공정을 도입하면, 새로운 배터리 설계 또는 화학 물질 도입에 대한 장벽뿐만 아니라 추가적인 생산 비용에도 직면하게 됩니다.

 

[ 건식 전기도금 기술은 배터리 생산에 혁신적인 접근 방식으로, 기존의 용매 기반 공정과 장시간 건조 오븐이 필요 없습니다. Sakuu 제공.]

 

배터리 기술은 현재 폭발적인 혁신을 경험하고 있습니다. 습식 공정 리튬 이온 배터리가 현재 시장을 장악하고 있는 반면, 고체 전지와 알루미늄 이온 또는 나트륨 이온과 같은 새로운 화학 물질은 에너지 밀도, 안전성, 그리고 지속가능성을 크게 향상시킬 것으로 기대됩니다. 그러나 이러한 혁신은 기존 생산 장비로는 경제적으로 대량 생산할 수 없습니다. 각각의 새로운 화학 물질은 고유한 제조 요건과 재료 특성을 요구하기 때문에, 기존의 습식 공정 제조 시스템으로는 도저히 해결할 수 없는 복잡한 생산 과제를 야기합니다.

 

건식 공정 혁신

건식 제조 공정으로의 전환은 이러한 과제를 해결하는 데 있어 단순한 개선을 넘어, 배터리 제조 방식을 근본적으로 재구상하는 것을 의미합니다. 기존 제조 방식에서는 공정 제어가 제한적이고 액체 및 독성 용매 관리가 어려워 습식 장비를 각 화학 물질에 맞춰 미세 조정하는 데 시간이 걸렸습니다. 건식 공정은 액체와 용매의 필요성을 완전히 없애 생산 속도를 높이고 정밀한 공정 제어 및 재료 호환성에 대한 주요 제약 중 하나를 제거합니다.

 

[ 건식 공정 배터리 제조의 혁신으로 초박형 배터리 셀을 대량 생산할 수 있게 되었습니다. 배터리 셀 하나의 두께는 신용카드 두께와 비슷합니다. (Sakuu 제공) ]

 

건식 공정 배터리 제조의 혁신으로 초박형 배터리 셀을 대량 생산할 수 있게 되었습니다. 배터리 셀 하나의 두께는 신용카드 두께와 비슷합니다. (Sakuu 제공)

이러한 무용매 방식은 즉각적인 환경적 이점을 제공하여 기존 습식 방식 대비 탄소 발자국을 최소 55% 줄이고 더 안전한 배터리 셀 생산을 가능하게 합니다 . 건식 공정의 소재 이점은 바인더와 첨가제에도 적용됩니다. 기존 습식 공정은 특정 불소계 바인더(환경 규제 강화에 직면한 소재)를 필요로 하는 경우가 많지만, 일부 첨단 건식 공정은 거의 모든 열가소성 바인더와 호환됩니다. 이러한 기능은 환경적 측면을 개선하는 동시에 규제 변화에 대비하여 미래 생산을 보장합니다.

 

본질적으로, 건식 배터리 전극 생산의 진정한 변화는 전례 없는 유연성입니다. 건식 공정을 기반으로 설계된 제조 플랫폼은 생산 라인을 완전히 재가동하지 않고도 매우 다양한 소재 유형을 수용할 수 있습니다.

 

고급 전극 구조

 

건식 공정 배터리 제조에서 가장 흥미로운 기회는 아마도 5% 이상 더 많은 에너지를 생산할 수 있는 첨단 전극 개발일 것입니다. 기존의 습식 공정은 균일하고 단일 밀도의 전극층을 생성하는데, 이는 배터리 성능 최적화에 있어 심각한 제약입니다. 건식 전극 인쇄는 이러한 제약을 극복할 수 있는 생산 기술 중 하나로, 제조업체는 동일한 전극 내에 다양한 밀도와 다양한 소재를 가진 정교한 적층 구조를 한 번에 연속 생산할 수 있습니다.

이러한 구조화된 "레이어 케이크" 소재 증착 설계를 통해 엔지니어는 특정 기능에 맞춰 전극의 여러 영역을 최적화할 수 있습니다. 어떤 영역은 고속 충전 기능을 우선시하는 반면, 다른 영역은 에너지 저장 용량에 집중할 수 있습니다. 이러한 구조적 유연성 덕분에 단일 생산 플랫폼으로 두 가지 모두에 최적화된 전극을 제작할 수 있습니다.

이 기술은 또한 더 두꺼운 전극을 인쇄할 수 있게 해 상당한 비용 절감 효과를 가져올 것입니다. 구리나 알루미늄과 같은 전도성 금속은 현재 표준 배터리 제조에서 상당한 비용 요소를 차지하며, 더 두꺼운 층은 단위당 금속 집전체 재료의 사용량을 줄여줍니다. 일부 건식 공정 생산 기술은 금속 대신 저렴한 복합 집전체를 사용할 수 있게 하여 전극의 자재 비용을 더욱 절감하고 여러 가지 혁신적인 배터리 기능을 구현할수 있도록 합니다.

 

생산 시스템이 다양한 소재와 구조를 처리할 수 있게 되면 배터리 제조업체는 성능과 경제성을 동시에 최적화할 수 있는 자유를 얻게 됩니다. 건조 분말에서 배터리 구성 요소를 직접 인쇄하면 비용, 시간, 재료 낭비, 에너지를 절약하는 동시에 건조 분말 제형으로 거의 모든 유형의 배터리를 생산할 수 있습니다.

 

속도 및 규모

 

새로운 제조 플랫폼은 상업적 실현에 필요한 속도와 규모를 제공해야 합니다. 현재 건식 공정 기술은 초기에 분당 25~50미터의 생산 속도를 목표로 하고 있으며, 향후 분당 100미터 이상의 생산 속도를 목표로 하고 있습니다. 적절한 건식 공정을 사용하면 배터리 전극의 경우 문서 인쇄 솔루션과 유사한 수준의 제조 속도를 달성할 수 있습니다.

미래를 대비하기 위해서는 더 나은 배터리와 더 나은 생산 역량이 필요합니다. 그리고 건전지 전극 제조 기술은 시장이 요구하는 속도, 품질, 그리고 비용 효율성을 유지하면서 새로운 소재에 적응하고 혁신을 실현하기 위한 필연적이고 필수적인 진화를 의미합니다.

 

About the Author

 

Arwed Niestroj (아르웨드 니에스트로이)

Senior Vice President of e-mobility and product., Sakuu.(사쿠, 전기 이동성 및 제품 부문 수석 부사장.)

 

선진상사는
사업장 비배출 시설계 폐기물 관련 허가업체로서
ESS 배터리 매입, ESS 배터리 수거, ESS 배터리 장비를 철거합니다.

​또한 리튬 이온 배터리 (Lithium-ion Battery), 전기차 배터리 및 2차 폐축전지 , 2차 전지, 골프카 배터리, 전동공구 배터리, 전동보드 배터리, 전기자전거 배터리, 인산철 배터리 등 수거 전문처리 업체입니다.

​​대학교, 관공서, 기업, 병원, 호텔, 군부대, 항공사,국내 외 전기차 관련기업, 발전소 등의 ESS 배터리, 리튬 이온 배터리, 전기차(EV) 배터리와 2차 폐축전지, ESS, UPS 배터리 매입, LFP  배터리 수거및 폐기까지 숙련된 기술과 합리적 가격, 정직함으로 진행합니다.

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​* ESS 배터리 ( Energy Storage System , 에너지 저장장치 )
* UPS 배터리 ( Uninterruptible Power Supply , 무정전 전원 공급 장치 )
* LFP 배터리  ( Lithium Iron Phosphate ,  리튬인산철 )
* EV   배터리  ( Electric Vehicle , 전기차 )

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