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<2026> 이차전지 건식전극 공정기술 개발동향 및 시장전망(~2035)

최근 글로벌 배터리 산업에서 건식전극(Dry Electrode) 공정이 차세대 배터리 제조 기술의 핵심 축으로 부상하고 있다. EV, ESS, 전고체전지, 나트륨이온전지(SIB) 등 다양한 배터리 분야에서 건식전극 기술에 대한 관심이 급격히 증가하고 있으며, 글로벌 배터리 기업들은 건식전극 기술 확보를 미래 경쟁력의 핵심 요소로 인식하고 있다.

건식전극 공정은 용매를 사용하지 않고 활물질, 도전재, 바인더를 직접 혼합한 후 압연, 압착, 라미네이션 등의 공정을 통해 전극을 제조하는 방식이다. 건조공정과 NMP 회수설비를 제거할 수 있어 공정 에너지 사용량을 약 20~40% 절감할 수 있으며, 공장 투자비(CAPEX)도        약 15~30% 감소시킬 수 있는 것으로 평가받고 있다. 또한 생산라인 길이를 단축하고 공장면적을 줄일 수 있어 대규모 배터리 생산에 매우 유리하다.

건식전극 공정의 대표적인 선도 기업은 Tesla이다. Tesla는 2019년 Maxwell Technologies를 인수하면서 건식전극 기술 확보에 나섰으며, 이후 차세대 원통형 배터리인 4680 배터리 개발에 건식전극 공정을 핵심 기술로 적용해 왔다. 초기에는 건식 음극(Dry Anode)과 습식 양극(Wet Cathode)을 결합한 하이브리드 형태가 주로 적용되었으나, 최근 공개된 US2025/0364562특허를 통해 복합 바인더 시스템을 도입함으로써 양극에도 적용을 해결한 것으로 파악되며, PTFE외에 PVDF, PEO, PE등을 PTFE와 혼합하여, 추가된 고분자 바인더들의 활물질 표면 코팅을 통해 PTFE가 전극활물질과 직접 반응하는 것을 막아주는 보호막 역할을 하는 것으로 추측된다. 

특히 4680 배터리는 기존 원통형 배터리보다 훨씬 두꺼운 전극(Thick Electrode)과 높은 면적당 로딩(Areal Loading)을 요구한다. 또한 탭리스(Tabless) 구조를 채택하여 고출력 및 고에너지밀도를 구현해야 하기 때문에 건식전극 기술의 장점이 직접적으로 연결된다. 

건식전극 기술은 전고체전지 분야에서 더욱 중요한 의미를 가진다. 실제로 많은 전문가들은   전고체전지의 상용화 과정에서 건식전극 공정이 선택사항이 아니라 필수 제조 플랫폼이 될 가능성이 높다고 평가한다.

그러나 전고체전지가 사용하는 황화물계(Sulfide), 산화물계(Oxide), 할라이드계(Halide) 등의 고체전해질은 수분과 유기용매에 민감하며, 습식 슬러리 공정에서 계면 반응이나 성능 저하가 발생할 수 있다. 특히 황화물계 전해질은 수분과 접촉할 경우 황화수소(H₂S)가 발생할 위험이 있어 제조공정에서 특별한 관리가 필요하다.

이 때문에 전고체전지 제조에서는 건식 혼합(Dry Mixing), 건식 필름 형성(Dry Film Formation), 건식 라미네이션(Dry Lamination)과 같은 건식 기반 제조 방식이 매우 유리하다. 건식전극 공정은 용매를 사용하지 않기 때문에 고체전해질의 안정성을 유지할 수 있으며, 입자 간 접촉을 향상시키고 계면 저항을 감소시키는 데에도 효과적이다.

전고체전지의 가장 큰 기술적 난제 중 하나는 양극과 고체전해질, 음극과 고체전해질 사이의  계면접촉 문제이다. 최근 연구에서는 건식 압연(Co-Rolling) 및 열압착(Hot Pressing) 기술을 통해 입자 간 밀착도를 향상시키고 기공을 감소시켜 우수한 전기화학적 성능을 확보하는 사례가 보고되고 있다. 실제로 건식 기반 전고체전지는 300 Wh/kg 이상의 높은 에너지밀도와 수백회 이상의 충방전 수명을 구현하며 상용화 가능성을 입증하고 있다.

또한 전고체전지는 본질적으로 제조원가가 높은 기술이기 때문에 건식전극 공정을 통한 비용  절감 효과가 더욱 중요하다. 건조설비 제거, 공정 단순화, 에너지 사용량 감소 등을 통해 전체   제조비를 크게 낮출 수 있으며, 이는 향후 전고체전지 대량생산의 경제성을 확보하는 데 핵심 역할을 할 것으로 예상된다.

최근 Toyota, Nissan, LG에너지솔루션, 삼성SDI, CATL 등 주요 기업들도 전고체전지 및 차세대 배터리 제조에 건식전극 기술을 적극 개발하고 있다. 특히 전고체전지 상용화 시점으로 예상되는 2030년 전후에는 건식전극 공정이 사실상 표준 제조 플랫폼으로 자리잡을 가능성이 높다.

본 리포트는 이차전지 산업의 탄소중립형 공정 개발의 필요성, 기존 습식공정의 이슈, 현재   건식공정의 이슈 등 기술적인 내용과 최근 이차전지 관련 업체 건식 전극 공정 개발 동향과   전고체 전지 개발 동향에 대한 많은 업체들의 정보를 제공하여 건식공정의 현재와 가까운 미래의 현황을 전망하고자 하였다. 

본 보고서의 Strong Point 

① 건식전극 공정에 대한 배경 및 개발에 관한 풍성한 기술내용 수록

② 건식전극 공정 종류의 자세한 설명 및 전극 공정 이슈 내용 수록

③ 건식 공정과 습식 공정의 장∙단점 및 전지 적용까지의 상세한 비교내용 수록

④ 차세대 전지인 전고체전지의 건식 전극공정 적용에 대한 상세 기술내용 수록

⑤ 국내외 산업계의 전극 공정, 소재, 장비업체의 개발 동향에 대한 상세한 정보 수록

⑥ 건식전극관련 국가별 연구지원 프로젝트 및 주요 내용 수록 

⑦ 건식전극 공정에 관한 주요 리서치사의 시장 전망 수록

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