[인더스트리뉴스 정한교 기자] 최신 배터리 제조전략부터 미래 트렌드까지 한 눈에 파악할 수 있는 자리가 마련됐다. 지난 28일 서울 코엑스 그랜드볼룸에서 열린 ‘배터리 코리아(BATTERY KOREA) 2022 이차전지 소재·부품·장비·충전 인프라 컨퍼런스의 오후 강연 B트랙에서는 배터리 제조 관련 국내 최고 권위의 석학들이 모여 강연을 진행했다.

충남대학교 김종훈 교수가 ‘배터리 안정성 향상 위한 BMS 기술개발 및 산업 적용’을 주제로 강연의 포문을 연 이번 컨퍼런스에는 △‘AI 기반의 2차전지 비전 검사’ 트윔 김재현 박사 △‘이차전지 시장, R&D 동향 및 차세대 이차전지’ 한국과학기술연구원(KIST) 정경윤 에너지저장연구센터장 △‘리튬이차전지용 고밀도 전극 설계 및 제조기술’ 한국재료연구원(KIMS) 유정근 선임연구원 △‘AI 기술 접목을 통한 배터리 사용 효율 향상 방안’ 한국전자통신연구원(ETRI) 오지민 선임연구원 등을 주제로 강연이 이어졌다.

첫 연자로 나선 충남대 김종훈 교수는 전기자동차(EV) 및 에너지저장장치(ESS) 등 전력운용 애플리케이션에 적용되는 배터리의 안전성 향상을 위한 배터리관리시스템(BMS) 기술개발 및 산업 적용 분야를 소개했다.

김 교수는 “전기차, ESS 등 리튬이온배터리 사용이 증가함에 따라 화재 발생도 증가하고 있다”며, “배터리 어플리케이션 화재 원인으로 배터리 결함이 지목되고 있어 예방 방안 마련이 시급하다”고 말했다.

이에 대한 예방 방안으로 김 교수는 배터리 화재 확산 방지를 위힌 열폭주 메커니즘을 분석하고, 배터리 안전 관리를 위한 수동적/능동적 안전 관리 전략을 소개했다. 또한, BMS의 주요 기능 및 역할을 소개하고, BMS의 안정성 향상을 위한 4가지 기술 소개 및 기술 동향을 파악하는 시간으로 강연을 마무리했다.

이어진 강연에서는 트윔 김재현 박사가 ‘AI 기반의 2차전지 비전 검사’를 주제로 배터리 불량을 사전에 발견해야 하는 이유와 정확한 검수 방법에 대한 가이드를 제시했다.

현재 대부분의 2차전지 제조기업들은 안전성 확보와 생산수율 향상을 위한 제조공정별(전극, 조립, 활성화, 모듈 및 팩) 다양한 비전검사를 진행하고 있다. 하지만 이 과정에서 배터리 형태와 재질이 다양하고, 비정형적인 불량 유형이 많다 보니 불량에 대한 정의가 불확실하다.

또한, 비전검사에 필요한 이미지에서 조명 및 분석이 어렵고, 불량 유형별로 불량샘플이 부족하는 등 제품 생산시간에 맞춰 빠르고 정확한 검사가 이뤄져야 하는데 이를 충족시키지 못하는 경우가 많다.

김 박사는 이에 대한 해법으로 AI 검사를 제시했다. 김 박사는 “딥러닝에 기반한 머신비전 검사방식은 기존 룰 기반의 머신비전 방식으로는 해결할 수 없는 까다로운 비정형 제품의 불량 검사 등의 문제를 해결하는 차세대 검사방식”이라며, “양품/불량 이미지에서 스스로 학습해 추출한 특징에 기반해 지능적으로 불량 여부를 판단하기 때문에 정해진 기준에 의해 판단하는 비전검사의 한계점을 극복한다”고 설명했다.

세 번째 강연자로는 한국과학기술연구원(KIST) 정경윤 에너지저장연구센터장이 나섰다. ‘이차전지 시장, R&D 동향 및 차세대 이차전지’을 주제로 강연에 나선 정 센터장은 현재 이차전지 시장을 주도하고 있는 리튬이온이차전지의 시장 현황 및 전망, R&D 동향 관련 내용 및 차세대 이차전지 개발의 방향을 다뤘다.

잠깐의 휴식시간 이후 진행된 네 번째 강연에서는 한국재료연구원(KIMS) 유정근 선임연구원이 ‘리튬이차전지용 고밀도 전극 설계 및 제조기술’을 주제로 후막 전극 제조를 위한 도전재·바인더 개발 방향과 고농도 슬러리 및 건식 공정에 대해 소개하는 시간을 가졌다.

전기자동차의 주행거리를 늘리기 위해서는 고에너지 밀도 리튬이차전지 개발이 필수적이다. 고에너지 밀도 리튬이차전지 구현을 위해서는 고용량의 활물질이 높은 비율로 적용한 후막 전극 개발이 필수적인데, 이를 위해서는 도전재·바인더와 같은 부소재와 전극 소재 분포를 개선시킬 수 있는 공정이 함께 개발돼야한다.

유 연구원은 “후막 전극 성능 확보를 위해서는 두께 방향으로 균일한 전극 소재(도전재/바인더) 분포가 필요하다”며, “건조 과정 중 발생될 수 있는 소재 이동(Migration)을 최소화시킬 수 있는 공정이 개발돼야한다”고 말했다.

유 연구원은 이에 슬러리 고형분 상향, 무용매 건식 공정이 후막 전극 성능을 확보할 수 있는 방안이 될 수 있다고 덧붙였다.

이날 배터리 코리아 2022의 B 트랙 마지막 강연자로 나선 한국전자통신연구원(ETRI) 오지민 선임연구원은 ‘AI 기술 접목을 통한 배터리 사용 효율 향상 방안’을 주제로 강연을 진행했다.

배터리 수요 증가로 인해 다방면에서 배터리 사용 효율 향상을 위한 노력이 이어지고 있다. 이날 오지민 연구원은 인공지능 기능을 통한 배터리 재료 개발, 배터리 팩 동작 최적화, 사용 후 전지 활용 등의 연구 동향 및 결과를 소개했다.

한편, ‘배터리 코리아 2022’는 배터리 산업의 가치사슬상 핵심기업들의 비즈니스 전략 뿐만 아니라, 연구기관 및 정부기관까지 함께해 기술 동향 및 정책 방향까지 아우르며 업계의 이목이 집중됐다.

△울산테크노파크 △대구기계부품연구원 △경북테크노파크 △전남테크노파크 △충남테크노파크 △충북테크노파크 △인더스트리뉴스가 공동주관하고, △한국전자통신연구원 후원으로 개최됐다.

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