2002년 설립돼 올해로 업력 24년이 된 씨아이에스는 2차전지 핵심 공정 중 하나인 전극 공정 전문 장비를 제조하는 회사다. 처음엔 2차전지 안전성 평가설비를 개발해 미국에 수출하다가 이후 나노박막 전도체 코팅 장비, 양산용 롤 프레싱 장비를 개발하며 성장했다. 최근엔 글로벌 기업들로부터의 전극 공정 전문 장비 주문이 이어져 2024년 매출 5085억원으로 창립 이후 최고의 실적을 달성할 정도로 이 분야에서 글로벌 실력파 기업으로 인정받고 있다.
2차전지는 양극과 음극 등 전극을 만드는 공정, 전극과 분리막을 조립하는 공정, 전해액을 주입하고 충·방전을 통해 성능을 완성하는 활성화 공정으로 구분된다. 이 가운데 전극 공정은 활물질을 전극 기재 위에 도포한 뒤 이를 건조해 전극을 완성하는 단계로, 배터리 성능과 품질을 좌우하는 핵심 공정이다.
전극 공정은 원재료를 혼합하는 믹싱, 슬러리를 전극 판에 일정 두께로 도포하는 코팅, 전극 판에 압력을 가해 고밀도 전극을 형성하는 압연(롤 프레싱), 전극 판을 절단하는 슬리팅 등의 공정으로 구성된다. 씨아이에스는 동박과 알루미늄박 위에 양극과 음극 전극을 일정하게 코팅하는 장비인 ‘코터’, 코팅된 극판의 밀도를 높이는 캘린더(롤 프레스), 모든 과정을 거친 전극 판을 일정한 크기로 절단하는 슬리터 등의 장비를 제조하고 있다.
전극 코팅·건조 공정은 전극 내부 구조와 바인더 분포, 집전체와의 접착 안정성을 결정하기 때문에 어느 공정보다 중요하다. 코팅·건조 조건이 적절하지 않을 경우 전극 품질 편차가 발생할 수 있고, 대량 생산 환경에서는 에너지 사용량 증가로 인한 비용 부담도 늘어나기 때문이다.
이런 문제를 해결하기 위해 씨아이에스는 최근 에너지 효율과 생산성을 동시에 개선할 수 있는 ‘하이브리드 건조 코팅 시스템’을 개발했다. 씨아이에스의 하이브리드 건조 코팅 시스템은 기존 열풍 방식에 레이저(Laser)와 중적외선(MIR) 광 열원을 결합한 복합 건조 시스템이다. 열풍으로 전극 전반을 균일하게 건조하면서 광 열원을 활용해 전극 내부까지 에너지를 직접 전달함으로써 건조 효율을 높이도록 설계한 것이 특징이다.
또 전극 재료 특성을 고려한 공정 데이터를 기반으로 한 실시간 제어 기술을 적용해 전극 품질의 재현성과 공정 안정성을 확보했다. 이를 통해 전극 품질을 유지하면서도 기존 건조 방식 대비 공정 속도를 약 18% 개선하고, 에너지 비용을 약 25% 절감하는 한편 설비 크기를 대폭 줄이는 공정 혁신을 이뤘다는 게 회사 측의 설명이다.
씨아이에스는 삼성SDI와 LG에너지솔루션 등을 주요 고객사로 뒀다. 이외에도 일본, 유럽 등 글로벌 배터리업체로 고객사를 확대하고 있다. 씨아이에스 관계자는 “코팅·건조, 압연, 슬리팅 등 전 공정을 아우르는 장비 기술을 바탕으로 하이브리드 건조 코팅 시스템을 전극 공정 고효율화를 위한 핵심 기술로 육성할 계획”이라며 “이와 함께 차세대 전지인 전고체 전극 장비 분야에서도 신규 장비 개발에 나설 것”이라고 말했다.
은정진 기자 silver@hankyung.com
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