리튬이온배터리 공정 단순화… 순천향대, 볼밀 기반 혼합 기술 개발

순천향대학교(총장 송병국)는 공과대학 나노화학공학과 김동재 교수 연구팀이 리튬이온배터리 음극 슬러리 제조 공정을 획기적으로 단순화할 수 있는 볼밀(ball mill) 기반 단일 혼합 기술을 개발했다고 밝혔다. 이번 연구에는 전자재료소자장비융합공학과 김기민·문범광·이해건 석사과정 연구원이 참여했다.

연구 결과는 에너지 분야 국제학술지 Journal of Energy Storage(Impact Factor 9.8)에 2026년 2월 온라인 게재됐으며, 4월 발간호(Volume 154, Part B)에 정식 수록될 예정이다.

리튬이온배터리는 전기차와 에너지저장장치(ESS)에 널리 사용되지만, 음극 슬러리 제조 과정이 복잡하고 공정 변수에 따른 품질 편차가 큰 점이 한계로 지적돼 왔다. 기존 공정은 활물질, 전도성 첨가제, 바인더를 여러 단계로 혼합해야 해 시간이 오래 걸리고 실험 오차가 발생하기 쉬웠다.

연구팀은 분말 분쇄 장비로 사용되던 볼밀을 혼합 공정에 적용해 기존 3단계 혼합 공정을 1단계로 줄였다. 이에 따라 약 24시간이 걸리던 혼합 시간을 조성에 따라 2~10시간 수준으로 단축했으며, 공정 단순화로 재현성과 안정성도 높일 수 있음을 확인했다.

또 슬러리의 유변학적 특성과 전극의 전기화학적 성능을 비교 분석해 미세구조 변화와 배터리 성능 사이의 상관관계를 정량적으로 규명함으로써, 단순히 새로운 혼합 공정을 제시하는 수준을 넘어, 슬러리 혼합 공정 해석 및 평가 방법을 제시했다는 점에서 의의를 가진다.

김동재 교수는 “새로운 소재를 도입하지 않고도 제조 공정을 단순화할 수 있음을 보여준 연구”라며 “공정 변수 최적화와 스케일업 연구가 이어지면 실제 산업 현장에서도 적용 가능한 고효율 슬러리 제조 기술로 발전할 수 있을 것”이라고 말했다.