볼밀 기반 슬러리 단일 혼합 공정
제조 시간 단축·공정 안정성 확보

순천향대학교 연구팀이 리튬이온배터리 음극 슬러리 제조 공정을 단순화하는 기술을 개발했다.

순천향대학교는 공과대학 나노화학공학과 김동재 교수 연구팀이 볼밀 기반 단일 혼합 기술을 개발해 리튬이온배터리 음극 슬러리 제조 공정을 간소화했다고 밝혔다.

이번 연구에는 전자재료소자장비융합공학과 김기민, 문범광, 이해건 석사과정 연구원이 참여했다.

연구 결과는 에너지 분야 국제학술지 ‘Journal of Energy Storage’에 2026년 2월 온라인 게재됐으며 4월 발간호에 수록될 예정이다.

리튬이온배터리는 전기차와 에너지저장장치 등에 널리 사용되지만 음극 슬러리 제조 공정이 복잡하고 공정 변수에 따라 품질 편차가 발생하는 문제가 있었다.

기존 제조 공정은 활물질과 전도성 첨가제, 바인더를 여러 단계로 혼합해야 해 시간이 오래 걸리고 실험 오차 발생 가능성이 높았다.

연구팀은 분말 분쇄 장비로 사용되는 볼밀을 혼합 공정에 적용해 기존 3단계 혼합 공정을 1단계로 줄였다.

이 기술을 통해 약 24시간이 걸리던 혼합 시간을 조성에 따라 2시간에서 10시간 수준으로 단축하고 공정 재현성과 안정성도 높일 수 있음을 확인했다.

또 슬러리의 유변학적 특성과 전극의 전기화학적 성능을 비교 분석해 미세구조 변화와 배터리 성능 사이의 상관관계를 정량적으로 규명했다.

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

<FE-SEM을 통해 확인한 혼합시간 증가에 따른 카본블랙 재응집 미세구조 비교 이미지>

<본 연구의 유변학-전기화학 통합 평가 모식도>