성균관대학교(총장 유지범) 성균나노과학기술원 김영준 교수 연구팀이 차세대 배터리 혁신 제조 공정으로 주목받는 ‘건식전극’ 공정에 최적화된 소재 기술을 개발하고, 이를 통해 세계 최고 수준의 에너지 밀도를 가진 전극 원천기술을 확보했다고 밝혔다. 이번 연구는 배터리 생산 패러다임을 바꿀 획기적인 성과로 평가받고 있다.
건식전극 기술은 리튬이온전지나 전고체전지 등 배터리 전극을 제작할 때, 기존의 액체 용매를 사용하는 방식에서 벗어나 용매 없이 고체 가루 형태의 원료를 직접 뭉쳐 전극을 만드는 기술이다. 이는 제조 과정에서 발생하는 유해 물질을 없애고 건조 공정을 생략할 수 있어 매우 친환경적이며 효율적이다. 현재 글로벌 전기차 기업인 테슬라가 양산화를 주도하고 있으며, 전 세계 배터리 기업들이 앞다퉈 기술 확보에 매진하고 있는 분야다.
김영준 교수 연구팀은 건식전극 공정의 고질적인 문제였던 ‘균일한 혼합’과 ‘대면적 생산’의 어려움을 해결하기 위해 활물질(에너지를 저장하는 물질)과 도전재(전기를 흐르게 돕는 물질)를 하나로 합친 ‘원바디(One-body)’ 소재를 개발했다. 이 소재를 통해 고품질의 전극을 대량으로 생산할 수 있는 핵심 기술을 완성했으며, 연세대학교 이용민 교수팀과의 시뮬레이션 협업을 통해 기술의 성능과 신뢰성을 객관적으로 검증했다.
김영준 교수는 “건식전극 기술은 단순한 친환경 공정을 넘어 배터리의 성능과 품질, 그리고 안전성을 획기적으로 높일 수 있는 최적의 해결책”이라며, “이번에 개발한 특화 소재와 생산 공정 기술은 배터리의 제조 원가를 대폭 낮추고 글로벌 시장에서의 성능 경쟁력을 동시에 확보할 수 있는 중요한 발판이 될 것”이라고 연구의 의미를 강조했다.
연구팀은 학술적 성과에 그치지 않고 기술의 실제 상용화를 위해 연구실 창업 스타트업인 (주)코리너지솔루션을 통해 파운드리(위탁 생산) 사업화를 본격 추진할 계획이다. 특히 삼성SDI와 LG에너지솔루션 등 산업계 현장 경험이 풍부한 성균관대 교수진과 협력하여, 차별화된 건식전극 설계 및 셀 제조 기술을 고도화함으로써 국내 배터리 산업의 위상을 높이겠다는 포부를 밝혔다.
이번 연구는 한국연구재단 나노소재기술개발사업의 지원으로 수행되었다. 양극 건식전극 관련 연구 결과는 에너지 분야 세계 최고 권위지인 ‘주울(Joule, IF 35.4)’에 게재되었으며, 음극 관련 연구는 ‘카본 에너지(Carbon Energy, IF 24.2)’ 온라인판에 실려 그 학술적 가치를 전 세계적으로 인정받았다.
※ 논문명 1: A continuous carbon nanotube sheath enables ultrahigh energy density and fast charging in dry-processed thick electrodes
※ 학술지: Joule
※ 논문링크: https://doi.org/1016/j.joule.2026.102392
※ 논문명 2: Dry-Processed Graphite Electrodes Enabling Ultra-High Areal Capacity and Stable Fast-Charging Performance
※ 학술지: Carbon Energy
※ 논문링크: https://doi.org/10.1002/cey2.70163
(왼쪽부터) 성균관대 나노과학기술학과 김영준 교수, 미래에너지공학과 김현승 교수, 구진교 박사
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