최근 ‘인터배터리 2026’에 참여한 국내외 주요 배터리 업체들은 전고체 배터리를 차세대 주력 기술로 낙점하고 상용화 경쟁에 돌입했다. 이들 업체는 2027년 전후 상용화를 목표로 개발에 속도를 내고 있다.
솔루스첨단소재는 이러한 시장 요구에 대응하기 위해 전고체 배터리의 한계를 극복할 차세대 집전체인 ‘니켈 도금 동박’ 개발을 완료하고, 현재 양산 적용을 위한 스케일 업을 진행하며 미래 시장 선점에 나서고 있다.
전고체 배터리는 사용되는 고체 전해질에 따라 크게 황화물계, 산화물계, 고분자계로 구분된다. 이 중 황화물계는 높은 이온전도도와 공정 측면에서 상용화 가능성이 가장 높은 후보로 평가된다. 그러나 황화물계 전해질은 내부 ‘황(S)’ 성분이 기존 동박(구리)과 반응하여 부식을 유발하는 한계가 있어 이를 해결할 수 있는 소재 기술 확보가 필수적이다.
순수 니켈박을 적용하면 내식성은 확보할 수 있지만 원가 상승과 공정 효율 저하 문제가 따른다. 이를 해결하기 위해 솔루스첨단소재는 기존 동박의 장점을 유지하면서 부식 저항성을 극대화한 ‘니켈 도금 동박’을 개발했으며, 현재 양산 적용을 위한 준비를 추진하고 있다. 구리 위에 니켈을 초정밀 도금해 부식 반응을 억제하고 구리의 높은 전기전도도를 유지하면서 원가 경쟁력까지 확보한 것이 특징이다.
핵심 기술은 초박막 니켈 코팅의 품질 확보에 있다. 도금층이 얇아질수록 표면에 국부적인 결함인 피트(pit)가 발생하기 쉬우며, 이러한 결함은 부식의 시작점으로 작용하여 배터리 성능 저하로 이어질 수 있다. 솔루스첨단소재는 독자적 도금 기술을 통해 500나노미터(㎚) 이하 극박에서도 표면을 균일하게 덮는 ‘무결점’ 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 이러한 니켈 도금 기술을 멀티 트랙 연구개발(R&D) 전략으로 확장한다. ‘황화물계 전고체 배터리’ 부식 억제를 위한 기술뿐 아니라 ‘무음극 배터리’ 구조 대응을 위한 니켈 코팅 기술도 현재 병행 개발 중이다. 해당 기술은 표면 처리를 통해 덴드라이트 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.
솔루스첨단소재 헝가리 전지박 공장.(사진=솔루스첨단소재 제공)
