부식 억제·덴드라이트 제어 모두 대응…2027년 상용화 로드맵 대응
솔루스첨단소재는 차세대 배터리 핵심 기술로 꼽히는 전고체 배터리 시장 공략을 위해 ‘전고체 배터리용 집전체’ 개발을 완료하고 양산 준비에 돌입했다고 24일 밝혔다. 주요 배터리 기업들이 2027년 전후 전고체 배터리 상용화를 목표로 제시한 가운데, 이에 따른 시장 수요에 대응하기 위한 행보다.
솔루스첨단소재는 차세대 집전체인 ‘니켈 도금 동박(Ni deposited copper foil)’ 개발을 완료하고 현재 양산 적용을 위한 스케일 업(Scale up)을 진행하고 있다.
전고체 배터리는 고체 전해질 종류에 따라 크게 황화물계, 산화물계, 고분자계로 구분된다. 이 중 황화물계는 높은 이온전도도와 공정 측면에서 상용화 가능성이 가장 높다. 그러나 황 성분이 동박(구리)과 반응해 부식을 유발하는 한계가 있어 이를 해결할 소재 기술 확보가 필수적이다.
순수 니켈박은 내식성 확보에는 유리하지만 원가 상승과 공정 효율 저하 문제가 따른다. 솔루스첨단소재가 개발한 니켈 도금 동박은 구리 위에 니켈을 초정밀 도금해 부식 반응을 억제하고 구리의 높은 전기전도도를 유지하면서 원가 경쟁력까지 확보한 것이 특징이다.
핵심 기술은 초박막 니켈 코팅의 품질 확보다. 도금층이 얇아질수록 표면에 국부적인 결함인 피트(pit)가 발생하기 쉽고, 이러한 결함이 배터리 성능 저하로 이어질 수 있기 때문이다.
솔루스첨단소재는 독자적 도금 기술을 통해 500나노미터(㎚) 이하 극박에서도 표면을 균일하게 덮는 ‘무결점(Zero-Pit)’ 수준의 도금 구현에 성공했다. 이를 통해 리튬황 전고체 등 차세대 배터리 라인업에서 안정적인 성능을 유지할 수 있고, 니켈 도금량을 최소화하며 원가 경쟁력도 확보할 수 있게 된다.
또한 니켈 도금 기술을 확장해 ‘무음극(Anode-less) 배터리’ 구조 대응을 위한 기술도 병행 개발 중이다. 해당 기술은 표면 처리를 통해 덴드라이트(Dendrite) 성장을 억제함으로써 배터리 안정성과 수명 개선을 목표로 한다.
솔루스첨단소재 관계자는 “당사 극박 니켈 도금 기술은 화학적 안정성과 경제성을 동시에 만족시키는 고난도 기술의 집약체”라며 “차세대 배터리 대응 프로젝트를 통해 고객 요구 물성을 정밀 구현하며 R&D 역량을 지속적으로 강화하고 있다”고 말했다.
