대성기계공업은 산업용 로봇에 필요한 고성능 배터리와 나트륨이온전지 관련 국책 연구개발과제에 공동연구기관으로 참여했다고 14일 밝혔다. 각각 산업통상자원부(산자부), 과학기술정보통신부(과기부)가 추진하는 과제다. 연속식 분말 원자층증착(Powder ALD) 기술개발이 본격화한 것으로 업계 주목을 받고 있다. Powder ALD는 배터리 소재를 구성하는 미세한 분말 입자 표면에 나노미터 수준의 얇고 균일한 코팅층을 형성하는 기술이다.
산자부가 추진하는 산업용 로봇 배터리 과제는 실리콘/탄소 복합 음극재(Si/C)와 고전압 양극재를 대상으로 Powder ALD 기술의 적용과 산업화가 목표다. 산업용 로봇은 다양한 작업환경에서 안정적으로 운용되기 위해 높은 에너지밀도, 출력, 수명 등을 갖춘 배터리가 필요하다. Si/C 음극재는 배터리의 에너지밀도를 높일 수 있는 유망 소재지만 충·방전 과정에서 발생하는 실리콘의 부피변화와 이에 따른 성능 저하를 줄이는 게 과제로 꼽힌다. 이에 따라 대성기계공업은 소재별 코팅기술을 검증하고 이를 실제 소재 생산에 적용할 수 있도록 연속식 공정·장비기술로 발전시킬 계획이다.
과기부가 추진하는 나트륨 이온 배터리 과제는 전북대학교가 주관하고 한국기계연구원과 공동으로 수행한다. 고전압 나트륨이온 양극재 개발부터 연속식 분말 ALD 표면처리, 파우치셀 성능 검증까지 연계하는 게 핵심 과제다. 대성기계공업은 양극재에 적용되는 Powder ALD 기술을 연속식 생산공정으로 확대하기 위한 공정·장비 개발을 담당한다.
대성기계공업은 두 국책과제가 공통된 방향을 갖고 있다고 평가했다. 대상 소재와 적용 분야는 다르지만 배터리 분말소재에 Powder ALD를 적용하고 이를 산업용 연속 생산기술로 발전시킨다는 점에서다.
대성기계공업은 산업용 로봇용 Si/C 음극재와 나트륨이온전지용 양극재에서 축적한 기술·실증 경험을 바탕으로 다양한 배터리 소재에 적용할 수 있는 연속식 Powder ALD 공정·장비기술을 확보할 방침이다. 연구단계에서 검증된 소재별 코팅기술을 실제 생산규모로 확대하면서도 일정한 품질을 유지할 수 있도록 기술도 꾸준히 고도화할 예정이다.
대성기계공업 관계자는 "산업용 로봇용 Si/C 음극재와 나트륨이온전지용 양극재는 적용 분야와 소재 특성은 다르지만, 두 과제를 통해 다양한 배터리 분말소재에 대한 기술과 경험을 축적할 수 있을 것"이라며 "산업용 장비의 설계와 양산 적용에 활용하고 연속식 Powder ALD의 산업화 기반을 단계적으로 구축함은 물론, 산업용 연속식 Powder ALD 공정·장비의 국산화와 사업화에도 속도를 낼 계획"이라고 말했다.
