▲ 마이크로 3D 패턴 기반 3D프린팅 배터리 설계안

3D프린팅 전문기술 기업 ㈜컨셉션이 자유로운 형상의 이차전지(배터리)를 적층할 수 있는 3D프린터 개발을 본격 추진한다.

컨셉션은 산업통상자원부의 제조기반생산시스템 과제인 ‘형상정밀도 500 마이크론 이하 자유형상 이차전지 제조용 3D프린팅 All-in-One 장비개발’의 주관기관으로 선정됐다고 9일 밝혔다.

이번 과제는 오는 2027년까지 총 45억원의 정부 지원금이 지원된다. 세계 최초 복잡형상 배터리를 제작하는 All-in-One 3D프린팅 기술개발을 위해 미국 Akron 대학 최재원 교수팀과 배터리 소재 및 잉크젯 프린팅 공정 기술개발 협업을 수행하며, 국내 EHD 프린팅 분야 전문가 순천향대학교 권계시 교수와 3D프린팅 DfAM(적층제조특화설계) 및 나노 스트럭처 프린팅 설계 전문가 국립금오공과대학교 권현규 교수가 참여한다. ㈜캐리마가 DIW(Direct Ink Writing) 공정기술 개발에 참여하며, 배터리 성능평가 및 분석을 위해 대구기계부품연구원 신정호 박사팀 등도 협력한다.

최근 실리콘밸리 배터리 전문기업 Sakku, 스웨덴 Blackstone 등의 기업에서는 3D프린팅 기술을 활용해 전고체 배터리를 양산하는 등 획기적인 방법의 3D프린팅 배터리 제조기술이 부상하고 있다.

이에 컨셉션은 양극재, 고체전해질, 음극재 등 소재를 한층씩 정밀하게 3D프린팅 해, 배터리 효율을 극대화할 계획이다. 각 소재층은 3D프린팅 고유의 기술인 3D 마이크로 스트럭처 디자인 기술을 활용해, 양극과 음극의 표면적을 넓히고, 전기효율을 극대화함으로써 세계 최초로 마이크로 3D 패턴 기반 3D프린팅 배터리를 개발할 예정이다.

특히 기존 해외 3D프린팅 배터리 기술은 잉크젯 3D프린팅 기술 기반으로 얇은 두께로 적층하는 것에 주력하고 있으나 이번에 컨셉션은 복잡한 형상의 배터리를 자유롭게 제작할 수 있는 기술을 확보해 차별화한다.

컨셉션은 9월부터 본격적인 기술개발을 추진하고자 관련분야 최고의 소재 전문기업과 협력방안을 구축하기 위해, 배터리 소재(양극·음극) 및 전고체 분리막 소재 전문기업을 협력 파트너로 발굴하고 글로벌 시장진출을 위한 협업에 나선다는 계획이다.

한편, 금속 3D프린팅 기술개발에 집중해온 컨셉션은 다양한 복합소재 기반 고정밀 3D프린팅 기술개발 및 사업화기반 마련을 위해, 3D프린팅 전문기업 ㈜캐리마(대표 이병극)와 기술 협력을 체결했다.

이를 통해 양사는 국내외 반도체, 배터리는 물론 국방사업까지 다양한 수요처를 발굴하고 중장기적으로 해외시장을 함께 개척할 예정이다.

▲ 컨셉션이 개발할 예정인 복잡형상 배터리를 탑재한 차세대 드론