※ 이 블로그는 과거에 공부한 내용을 실제 경제·시장 데이터와 연결하여 정리한 기록입니다.
Table of Contents
화학공업, 가치사슬
1. Introduction
기업의 활동들이 연결되어 가치를 창출하는 것을 가치 사슬(Value Chain)이라고 합니다. 화학 공업은 너무나 방대한 영역이기 때문에 이 가치 사슬이 중요합니다.
2차전지 제조공정을 시작으로, 배터리의 핵심 소재를 알아보고 소재 기업들의 가치 사슬 생태계와 화학 물질의 중요성도 같이 탐구해 보겠습니다.
2. Perspective
전극 공정
현대에서 배터리 제조공정은 전극 공정, 조립 공정, 활성화 공정, 팩 공정이라는 4단계로 표준화되어 있습니다.
< 배터리인사이드 >
전극 공정에서 사용되는 소재와 제조 기술에 따라 배터리 성능이 좌우된다고 해도 과언이 아닙니다.
전극 공정에서 양극재 또는 음극재와 도전재, 바인더, 용매를 섞어 슬러리로 만들어 냅니다. 만들어낸 슬러리를 집전체(양극은 알루미늄 포일, 음극은 동박)에 코팅하고 프레싱 공정을 통해 압연하여 전극을 만들어냅니다.
마지막으로 배터리 크기에 맞게 절단 과정을 거치면 양극과 음극이 완성됩니다.
"재료 혼합 공정은 시간이 75% 이상 단축됐고, 전극 강도도 최대 3배 이상 향상됐다고 설명했습니다."
배터리 '건식 전극' 공정 시간 줄이고 성능 향상 | YTN사이언스 2026.02.13[배터리리포트] 생산 비용은 DOWN, 에너지 밀도는 UP! 건식 전극 공정
LG에너지솔루션 쇼츠
건식 전극 공정은 기존 슬러리(용매 혼합물) 없이 분말 형태의 활물질을 직접 전극에 코팅해 배터리를 제조하는 기술입니다. 이 건식 전극 공정이 중요한 점은 시간 단축과 전극 강도 향상의 효과만이 아닙니다. 추가적인 내용은 아래에서 다뤄보겠습니다.
위 쇼츠 사이트의 반복되는 제조공정을 보고 있으면 기분이 좋아집니다.
그 이유는 미래를 예측하고 계획을 세우는 데 특화된 사람의 뇌 일부분인 전두엽 기능의 매커니즘으로 알 수 있습니다.
어떤 과정이 반복된다는 것을 인지하면 예측하는 것은 매우 쉽습니다. 그래서 반복되는 공정은 불확실성을 줄여주죠. 이 부분도 뇌과학의 화학 반응입니다.
불확실성이 낮아지면 혈류를 통해 움직이는 코르티솔이라는 호르몬의 분비가 감소하여 불안감이 줄어들죠. 또, 뉴런의 신호전달 역할을 하는 세로토닌이라는 신경전달물질이 분비되어 안정감과 만족감을 유발합니다.
하이 니켈
배터리에 사용되는 4대 소재는 양극재, 음극재, 전해액, 분리막입니다.
4대 소재 중 원가 비중이 가장 큰 소재로 양극재는 전체 배터리 원가의 약 20~30%를 차지합니다.
아래의 표는 리튬이온 배터리의 양극재 종류와 특징을 나타낸 표입니다.
| 구분 | 대표 소재 | 특징 | 주요 제품 |
|---|---|---|---|
| NCM | 니켈·코발트·망간 | 에너지 밀도 높아 전기차에 많이 사용 | 전기차 |
| NCA | 니켈·코발트·알루미늄 | 고에너지 밀도, 고출력 | 고성능 EV |
| LFP | 리튬인산철 | 안전성 높고 수명 길음 | 보급형 EV, ESS |
| LCO | 리튬코발트산화물 | 에너지 밀도 높음 | 스마트폰, 노트북 |
| LMO | 리튬망간산화물 | 출력 좋고 안전성 우수 | HEV, 혼합 사용 |
NCM(니켈, 코발트, 망간)은 리튬이온배터리의 대표적인 양극재입니다.
하이니켈(NCM811)처럼 배터리 제품의 뒤에 숫자가 붙는데 니켈, 코발트, 망간의 비율을 나타내는 것입니다.
니켈이 중요한 이유는 니켈 함량이 높아질수록 배터리 역량의 핵심인 에너지 밀도가 증가하고, 더 많은 에너지를 저장할 수 있기 때문입니다.
니켈의 함량이 높아질수록 화재 위험성 또한 높아집니다. 그걸 보완해주는 것이 코발트와 망간이며, 업계에서는 여러 기술을 통해 니켈 함량을 높이고 안정성을 확보하는 방법을 찾고 있습니다.
하이니켈 배터리 수명 깎는 구조 붕괴, '원자 기둥'으로 막는다 | 연합뉴스 2026.01.27
"국내 기업들은 양극재 공장 증설을 잠시 멈추고 배터리 원가에서 약 15%을 차지하는 음극재로 눈을 돌리는 모양새다."
"에너지 밀도가 5배가량 높아 전기차 주행 시간을 늘리고 충전 시간을 줄이는 데 장점을 갖췄다. 올해 1~9월 기준 천연흑연·인조흑연의 중국 수입 의존도는 각각 97.7%, 94.3%로 이를 낮출 수 있는 혁신 기술로도 꼽힌다."
배터리 소재 업계, '공급 과잉' 양극재 이을 새 동력 '차세대 음극재' | 이코노믹 데일리 2013.12.14
전체 배터리 원가에서 두 번째로 많이 차지하는 음극재 기술로 '게임체인저'라고 불리는 실리콘 음극재도 있습니다.
실리콘 음극재는 전고체 배터리와 함께 차세대 '게임체인저'라고 불립니다.
전고체 배터리
< ChatGPT (OpenAI) 생성 >
전고체 배터리는 기술 난이도가 가장 높고 기대도 가장 큰 차세대 분야입니다.
액체 전해질은 가연성이라 불이 붙기 쉽습니다. 그래서 고체 전해질을 사용하면 화재 위험이 크게 낮아진다는 장점이 있지만, 대표적으로 사용하는 황화물계 전고체 배터리는 독성 가스 배출이라는 새로운 안전 문제가 있습니다.
위에서 살펴본 내용으로 건식 전극 공정이 중요한 이유 중 또다른 하나로 황화물계 고체 전해질과의 궁합에 있습니다. 황화물계 전해질은 수분과 반응해 황화수소와 같은 독성 가스를 발생시키기 때문에 건식 공정이 수분 유입을 원천 차단해주는 역할을 해 안정성을 높일 수 있습니다.
< Gemini (Google) 생성 >
고체 전해질의 종류에는 황화물계(황금), 산화물계(녹슨 철), 고분자계(플라스틱)가 있습니다
황화물계 고체 전해질은 기존 리튬이 아닌 황화리튬을 원료로 사용합니다. 그리고, 황화리튬이 전체 혼합물의 60~75% 정도를 차지하는 주성분입니다.
이렇게 많은 소재들을 살펴 봤는데 이외에도 양극재의 원료 전구체, 꿈의 소재로 불리는 탄소나노튜브(CNT), 고난이도 기술인 초박형 동박 등 기술이 집약된 다양한 소재들이 있습니다.
이렇게 다양하다 보니 많은 사업이 존재하고, 그만큼 기술을 최적화하기 위해서 가치 사슬(Value Chain)이 핵심 경쟁력이 됩니다.
Unlocking a new era for scientific discovery with AI: How Microsoft’s AI screened over 32 million candidates to find a better battery | Microsoft 2024.01.09
해당 사이트는 Microsoft Azure Quantum 팀과 PNNL 연구진이 함께 AI 머신러닝 기술로 3,260만 개의 후보 소재를 분석하고, 상위 18개로 압축한 후보군을 바탕으로 연구팀이 실제 합성하여 작동 가능한 프로토타입 배터리를 제작했다는 내용입니다.
지금까지 흔히들 밸류체인이라고 하는 구조를 잡는 것이 핵심 경쟁력이었는데, AI 기술이 발달하면서 데이터를 많이 보유한 기업이 우위를 점할 것으로 예상됩니다.
3. Data Flow Log
#제조공정게임 #Redash
배터리 팩토리
════════════════════════════════════════════════════════════
[아키텍처] Redash (5000) ← 쿼리 & 시각화
↓
React Game → FastAPI (5001) → PostgreSQL (game_db)
════════════════════════════════════════════════════════════프런트엔드(React)와 백엔드(FastAPI)로 배터리 제조공정 게임을 만들었습니다. 추가적으로, Docker로 Redash를 구축하여 게임과 연동하여 DB소스를 통해 각 종 게임현황을 확인할 수 있는 대시보드도 구현하였습니다.
※ 본 프로젝트는 Claude Opus 4.6을 활용하여 개발 되었습니다.
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기획은 ChatGPT로, 개발은 전반적으로 Claude를 통해 요구사항만 10번 이내의 입력으로 제작했고, config파일이랑 docker-compose.yml파일만 수정해줬습니다.
추가적으로 게임 난이도와 스테이지를 수정해봤어요
4. Conclusion
Recap & Remarks
건식 전극 공정은 기존 습식 대비 생산 시간을 크게 줄이고 전극 강도를 높여 차세대 배터리 개발에 적합한 기술로 주목받고 있으며, 전고체 배터리는 화재 위험을 낮추지만 황화물계 전해질의 독성 가스 문제가 새로운 과제로 남아 있습니다.
2차전지 산업은 양극재·음극재·전해질·분리막 등 소재별 가치 사슬이 복잡하게 연결되어 있어, 각 단계의 기술 혁신이 배터리 성능과 시장 경쟁력을 좌우합니다. 앞으로는 밸류체인보다 데이터와 AI 역량을 가진 기업이 경쟁 우위를 점할 것으로 예상됩니다.
우리나라에서 2차전지 산업의 핵심 과제는 공급망입니다. 마지막으로 다음 Log에서는 원자재와 새만금에 대해서 살펴보며 Data Flow Log를 마무리하는 글을 써보도록 하겠습니다.
Looking Ahead
국내 행사
| 일자 | 행사명 | 장소 | 주요 내용 |
|---|---|---|---|
| 2026-03-04~06 | AI자율제조혁신 컨퍼런스 | KR 서울 코엑스 | 제조 AI, 스마트팩토리 |
| 2026-04-23~24 | AI EXPO KOREA | KR 서울 코엑스 | 생성AI, 산업별 AI 솔루션 |
| 2026-05-14~16 | 데이터·AI 페스티벌 | KR 서울 삼성동 | 데이터·AI 기술 컨퍼런스 |
대외 행사
| 일자 | 행사명 | 장소 | 주요 내용 |
|---|---|---|---|
| 2026-02-17~21 | ETHDenver | US 덴버 | 이더리움 해커톤, L2·AI×Web3 |
| 2026-03-16~19 | NVIDIA GTC | US 산호세 | AI 하드웨어·모델링 컨퍼런스 |
| 2026-04-15~16 | Paris Blockchain Week | FR 파리 | 유럽 Web3, MiCA, CBDC |
| 2026-05-20~22 | Consensus 2026 | US 토론토 | 글로벌 블록체인·암호화폐 |
학술 행사
| 일자 | 행사명 | 장소 | 주요 내용 |
|---|---|---|---|
| 2026-04-27~29 | ICLR 2026 | SG 싱가포르 | 딥러닝·표현학습 국제학회 |
| 2026-06-01~05 | IEEE ICBC | AU 브리즈번 | 블록체인·암호화폐 기술 학술 |
| 2026-06-15~20 | CVPR 2026 | US 내슈빌 | 컴퓨터 비전 최고 학회 |
자격시험 일정
| 일자 | 행사명 | 장소 | 주요 내용 |
|---|---|---|---|
| 2026-02-28 | AICE | KR 온라인 | 국가공인 AI 자격증, 짝수 달 시행 |
| 2026-03-07 | SQLD 제60회 | KR 전국 | SQL 개발자 자격시험 |
| 2026-03-14 | GTQ-AI / AIBT 제1회 | KR 전국 | 그래픽AI + AI비즈니스 활용능력 |
| 2026-03-21 | DAP/DAsP | KR 전국 | 데이터아키텍처 전문가/준전문가 |
| 2026-04-11 | AI-POT 제2회 | KR 전국 | AI 프롬프트 활용 능력 |
| 2026-04-18 | 정보처리기사 필기 | KR 전국 | 정보처리기사 1회차 필기 |
| 2026-04-30 | AICE | KR 온라인 | 국가공인 AI 자격증 |
| 2026-05-09 | SQLD 제61회 | KR 전국 | SQL 개발자 자격시험 |
