건식 코팅 (Dry Coating)

건식 배터리 전극 코팅 기술은 전극 생산 과정에서 용매 및 건조 공정을 완전히 제거하여 배터리 셀 생산 비용을 획기적으로 절감할 것으로 기대됩니다. 프라운호퍼 IWS는 소재 공급업체, 장비 제조업체, 셀 생산업체 및 최종 사용자를 위한 통합 기술 플랫폼을 제공하여, 드라이 코팅 기술을 다양한 관점에서 연구할 수 있도록 지원합니다. 독자적인 DRYtraec® 공정 개념은 현재 및 차세대 배터리의 효율적인 전극 생산을 위한 다양한 가능성을 제공합니다.

프라운호퍼 IKTS는 바인더 선택의 유연성을 갖춘 반건식 압출(Semi-dry Extrusion) 공정을
제공합니다, 이러한 공정은 기존 배터리 전극뿐만 아니라 전고체 전지(Solid-state Battery)
구성 요소에도 적용할 수 있습니다.

DRYtraec® 기술

이용한 배터리 전극의 동시 양면 코팅 공정 방식.
© Photo Fraunhofer IWS
이용한 배터리 전극의 동시 양면 코팅 공정 방식.

프라운호퍼 IWS 드레스덴에서 개발한 DRYtraec®(Dry Transfer Electrode Coating) 공정은 완전히 용매를 사용하지 않는 친환경적이고 경제적인 배터리 전극 제조를 가능하게 합니다. 기존의 액상 화학물질 대신, 전극을 건식 필름으로 코팅하는 방식으로, 에너지 비용을 절감할 뿐만 아니라 이 과정에서 유해 용매 사용을 완전히 제거할 수 있습니다.

차세대 배터리의 핵심 기술, 드라이 배터리 전극 코팅

DRYtraec<sup>®</sup> 공정을 활용한 건식 필름 코팅
© Photo Fraunhofer IWS
DRYtraec® 공정을 활용한 건식 필름 코팅

“첨단 배터리 기술 센터(ABTC)”에서는 실험실 규모에서의 차세대 배터리 기술 연구뿐만
아니라, 산업용 프로토타입 수준에서 공정 및 장비 개발을 위한 건식 코팅 기술을 발전시키고 있습니다. 현재까지 프라운호퍼 IWS 연구진은 리튬 이온 배터리(NMC 및 LFP), 전고체 전지(티오포스페이트 기반), 리튬-황 배터리 및 나트륨 이온 배터리의 양극을 DRYtraec® 공정을 활용하여 성공적으로 생산하였습니다. 이를 통해 DRYtraec® 공정은 현재와 미래의 배터리 생산을 위한 다목적 제조 기술임을 입증되었습니다

반건식 압출 (Semi-dry Extrusion)

배터리 전극 압출 및 모니터링 시스템
© Photo Fraunhofer IKTS
배터리 전극 압출 및 모니터링 시스템

반건식 압출(Semi-dry extrusion)은 배터리 전극 및 고체 전해질 생산을 위한 신기술로, 습식과 건식 공정의 사이의 간극을 메워줍니다. 용매 사용을 최소화하여 건조 시간과 에너지 소비를 줄이는 동시에, 구성 요소의 조성과 미세 구조를 정밀하게 제어할 수 있도록 합니다. 이 방식은 높은 기계적 안정성과 원하는 기공 구조 및 두께를 갖춘 조밀한 구성 요소를 생산하여 이온 전도성과 전기화학적 성능을 향상시킵니다. 또한, 용매 회수 문제를 최소화하여 친환경적 제조를 지원하며, 차세대 배터리의 대량 생산에도 적합한 확장성을 제공합니다.