지난 9월 삼성SDI는 천안사업장에 건식 극판 공정 파일럿 라인 '드라이브(DryEV) 라인'을 완공하고 시험 생산을 시작했다. 삼성SDI가 파일럿 라인을 마련해 건식 극판 공정 기술 개발에 공을 들이는 이유는 시설 투자비를 절감하기 위한 기술 중 하나이기 때문이다. 

배터리 제조 공정은 크게 '극판 - 조립 - 화성' 3단계로 나뉜다. 가장 첫 번째 단계인 극판은 양극과 음극을 통칭하는 배터리의 핵심 소재로 양극 또는 음극 활물질이 기재*에 코팅된 형태이다. 극판을 제조하는 방식은 활물질을 기재 위에 어떤 방식으로 코팅하는지에 따라 습식과 건식 극판 공정으로 나뉜다.

* 기재 : 얇은 금속 판으로 음극은 구리, 양극은 알루미늄을 사용

[극판은 양극, 음극 활물질이 기재에 코팅된 형태이며, 제조 공정은 습식과 건식 극판 공정으로 구분]

현재 대부분의 극판 제조는 습식 공정으로 이루어진다. 습식 극판 공정은 크게 '믹싱 - 코팅 - 건조 - 압연' 4단계로 구분된다. 이 공정이 습식이라 이름 붙여진 이유는 바로 양극, 음극 활물질을 용매와 섞어 슬러리 형태로 만든 후 기재에 코팅하기 때문이다. 

이는 식빵에 딸기잼을 바르는 것을 상상하면 쉽게 이해할 수 있다. 식빵에 딸기를 바로 붙이긴 어렵지만 액상 형태의 딸기잼은 쉽다. 마치 딸기잼처럼 양극, 음극 활물질들이 기재에 잘 붙어있을 수 있도록 액상 형태의 슬러리로 만드는 것이다. 하지만 이로 인해 습식 공정은 반드시 건조 프로세스를 거쳐야만 한다. 극판을 조립할 때 슬러리 형태가 아닌 고체 형태가 더 유리하기 때문이다.

[습식 극판 공정은 '믹싱-코팅-건조-압연' 4단계로 구성]

건식 극판 공정은 '믹싱 - 필름화' 2단계로 습식보다 간소화된 공정을 거친다. 양극, 음극 활물질을 고체 파우더로 만들고 이를 얇은 필름처럼 만들어 기재에 붙이는 방식이다. 마치 밀가루로 반죽을 만들어 얇게 핀 후 긴 면을 만드는 것과 유사하다. 

건식 극판 공정은 양극, 음극 활물질을 용매에 섞을 필요도 없고, 용매를 안쓰니 건조 프로세스도 필요 없기 때문에 습식 공정에 비해 시설 투자비를 크게 줄일 수 있으며, 전력 사용도 절감할 수 있다.

[건식 극판 공정은 '믹싱 - 필름화' 2단계로 습식 극판 공정에 비해 공정이 단순]

삼성SDI는 '드라이브(DryEV) 라인'을 통해 건식 극판 공정 기술을 지속 업그레이드 해나갈 것이다.