복합 전사 기술은 초박형 취성 고체 전해질막과 전극 시트를 높은 정밀도와 높은 수율로 일체화 복합할 수 있으며, 동시에 뛰어난 공정 독립성과 적용성을 갖춘다. Lead Intelligent이 선보인 양산형 고체 전해질 복합 전사 장비는 최고 기계 구동 속도 100m/min으로 고속, 연속/간헐, 안정적인 롤투롤 자동 생산을 구현한다. 간헐 복합 정렬 정밀도는 ±0.3mm, 핵심 압연 롤 런아웃 정밀도는 ±1μm이며, -60℃ 이하 초저노점 밀폐 미세환경을 안정적으로 조성할 수 있다. 이를 통해 고체 배터리 전사 공정의 양산 성능, 정밀 제어, 환경 적응성이라는 3대 업계 난제를 정조준한다.
현재 고체 배터리 산업은 상용화를 향해 속도를 내고 있다. 그러나 전극 제조, 전해질막 제조, 셀 내부 고체-고체 계면 접촉이라는 3대 핵심 난제는 업계의 대규모 양산을 가로막는 핵심 병목으로 남아 있다.
고체 배터리 구조는 전해질이 초박막 형태로 전극 시트와 밀착해 연속적인 이온 전도 경로를 형성해야 한다. 하지만 고체 전해질막은 성형 후 취성이 크고 쉽게 파손되며, 주류인 황화물 소재는 화학적 활성이 강해 산화되기 쉬워 기존 코팅 공정에 적용하기 어렵다.
이러한 배경에서 복합 전사 기술은 초박형 취성 전해질막과 전극 시트를 높은 정밀도와 높은 수율로 일체화 복합할 수 있는 공정상 강점을 바탕으로, 업계가 전해질막 제조 병목을 돌파하는 핵심 경로로 부상하고 있다. 나아가 고체 전해질막 제조와 리튬 기반 전극 성형의 핵심 양산 공정으로 자리 잡고 있다.
업계 공통 난제
복합 전사 양산의 ‘불가능한 삼각형’
코팅 방식과 비교해 복합 전사 솔루션은 공정 독립성과 적용성에서 뚜렷한 강점을 지닌다. 전해질막의 표면 형상과 치밀화 정도를 독립적으로 최적화해 막 품질을 원천적으로 보장하는 동시에, 초박형 리튬 포일과 집전체를 정밀하게 접합해 고에너지 밀도의 금속 리튬 음극을 직접 제조할 수 있다. 또한 높은 유연성을 갖춘 공정 특성 덕분에 전사 기술은 다층 소재의 일체화 복합이 가능하고, 전극 시트의 정밀 리튬 보충과 음극 프리리튬화를 효율적으로 구현해 셀 에너지 밀도를 획기적으로 높이고 사이클 열화 문제를 개선할 수 있다.
따라서 복합 전사 공정의 제조 정밀도와 안정성은 초박형 전해질막의 양산 수율, 극판 복합 균일성, 그리고 리튬 음극의 전기화학적 특성을 직접적으로 결정하며, 이는 전고체 배터리의 양산화를 실현하는 핵심 요소이다.
하지만 실제 산업 현장에서 업계는 오랫동안 양산의 ‘불가능한 삼각형’에 직면해 왔다. 높은 계면 복합 품질, 높은 생산 효율, 높은 소재 호환성을 동시에 확보하기 어려워 “품질을 높이면 생산량이 늘지 않고, 생산량을 늘리면 품질을 지키기 어렵다”는 모순이 반복됐다. 그 결과 초박형 전해질막의 쉬운 파손, 전극 복합 일관성 저하, 대량 생산 수율 하락 등 여러 제조 난제가 발생했고, 고체 배터리의 대규모 양산 도약을 크게 제한해 왔다.
전 차원 기술 혁신
고체 전사 양산 역량 재구축
이러한 산업 구조적 난제에 대응해 Lead Intelligent은 다년간 축적한 정밀 리튬 배터리 장비 연구개발 역량을 바탕으로, 고체 배터리 핵심 공정 기술을 집중적으로 연구해 양산형 고체 전해질 복합 전사 장비를 개발했다. 무용제 다층 복합과 음극 정밀 프리리튬화라는 두 가지 핵심 시나리오에 초점을 맞춰 전해질막, 리튬 포일, 전극 시트를 하나의 공정으로 정밀하게 복합 성형한다. 이를 통해 제조 단계에서 고체-고체 계면 접합 불량, 배치 간 안정성 약화, 공정 적용성 부족 등의 업계 난제를 근본적으로 해결하고 전사 양산의 ‘불가능한 삼각형’을 돌파한다.
양산 성능 전면 업그레이드, GWh급 양산 체제에 완벽 대응
장비는 뛰어난 공정 호환성과 양산 적응성을 갖추고 있어 건식·습식 공법의 소재 투입을 모두 지원하며, 가공 폭은 100~1050mm 전 구간을 아우른다. 최고 기계 구동 속도는 100m/min에 달해 고속, 연속/간헐, 안정적인 롤투롤 자동 생산이 가능하다. 파워 배터리의 대폭·고속·대량 생산 요구에 완벽히 부합해 기존 공정의 “고품질 저생산, 고생산 저품질”이라는 모순을 해소하고, 고체 배터리 GWh급 양산 라인 구축을 위한 탄탄한 생산능력 기반을 제공한다.
자체 개발 정밀 제어 체계, 수율 관리 난제 돌파
Lead Intelligent이 자체 개발한 고정밀 장력 폐쇄 루프 제어 시스템과 다단계 비전 위치 보정 기술을 기반으로, 장비는 간헐 복합 정렬 정밀도를 ±0.3mm로 안정적으로 유지하고 핵심 압연 롤 런아웃 정밀도는 ±1μm까지 엄격하게 관리한다. 전용 롤 예열 시스템을 접목해 전 폭에 걸쳐 온도와 압력을 균일하게 제어함으로써 전극 시트 전체의 전사 두께가 고르고 밀착이 긴밀하도록 보장한다. 또한 장비는 경사식 박리 기술과 정전기 감쇠 기능 설계를 혁신적으로 도입해 초박형 전해질막을 온전하게 박리하면서도 필름 찢김, 가장자리 잔여물, 국부 밀착 불균일과 같은 공통 결함을 해결했다. 이를 통해 고체 전극 시트의 완성품 수율과 배치 간 일관성을 크게 높여 차량용 등급 셀 품질 요구를 충족시킨다.
엄격한 미세 환경 통제를 통해 황화물계 주류 기술 경로에 완벽 부합
황화물 고체 소재의 높은 활성과 민감성, 산화로 인한 성능 저하 문제에 대응해, 장비는 -60℃ 이하 초저노점 밀폐 미세환경을 안정적으로 조성하는 동시에 부식 방지, 방폭, 방진을 아우르는 전방위 보호 설계를 통합했다. 전 공정에서 수분과 산소로 인한 소재 부반응 및 공정 오염을 차단해, 고속·고효율 양산을 유지하면서 소재 품질과 생산라인 안전이라는 최후 방어선을 확실하게 지킨다. 이는 현재 산업화 주류인 황화물 고체 배터리 공정 체계에 최적화된 대응력을 제공한다.
양산 성능, 정밀 제어, 환경 적응성이라는 3대 핵심 경쟁력을 바탕으로 Lead Intelligent 양산형 복합 전사 장비는 고체 배터리 전사 공정의 업계 난제를 정밀하게 해결하고, 품질·효율·호환성을 동시에 확보하기 어려운 양산 난제를 돌파했다. 현재 이 장비는 국내외 여러 선도 완성차 업체와 고체 배터리 기업·연구소에서 검증을 마치고 실제 생산에 투입돼, 초박형 전해질 고정밀 복합과 리튬 음극 프리리튬화를 위한 성숙하고 신뢰할 수 있는 산업화 솔루션을 제공하고 있다.
이와 함께 Lead Intelligent은 단일 장비의 핵심 기술 혁신에 그치지 않고, 단일 장비 제조의 틀을 넘어 전고체 배터리 전체 라인 솔루션을 선제적으로 구축했다. 전고체 배터리 양산에 필요한 모든 공정 장비를 확보해 실험실 공정을 산업적으로 확대하기 어려운 업계 난제를 시스템적으로 해결했다. 향후 Lead Intelligent은 고체 배터리 양산 장비 혁신에 지속적으로 역량을 집중하고, 중국 스마트 제조의 저력을 바탕으로 신에너지 산업의 고품질 발전을 이끌어 나갈 계획이다.
