2026년 1월 테슬라는 ‘건식 전극 제조 방법(Method of Manufacturing a Dry Electrode)’ 특허를 공개했다. 2019년 맥스웰 테크놀로지 인수로 확보한 건식 공정 기술을 자체 개발로 이어간 결과다. 건식전극은 용매를 쓰지 않아 건조 공정을 생략할 수 있고, 두꺼운 전극을 만들기 쉬워 4680 배터리 양산 원가를 낮출 핵심 기술로 꼽힌다. LG에너지솔루션도 대응 특허를 다수 확보하며 맞서고 있다.
기본 원리
기존 습식 공정은 활물질·바인더·도전재를 용매에 섞어 슬러리로 만든 뒤 집전체에 도포하고 건조한다. 건식 공정은 이 슬러리 단계를 없애고, 분말 상태의 재료를 전단력(shear force)으로 직접 필름화한다. 핵심은 PTFE 같은 바인더를 섬유화(fibrillize)해 분말 입자들을 그물처럼 얽어매는 것 — 이 섬유 구조가 접착제 없이도 필름 형태를 유지하게 해준다.
특허 관점
WO2022164120A1(건식 전극용 프리 스탠딩 필름, 이의 제조장치, 이를 포함하는 건식 전극, 및 이차전지)은 2021년 한국 출원(10-2021-0011773)을 우선권으로 하는 국제출원이다. 청구항 핵심은 바인더·활물질·도전재로 구성된 필름이 “두께 200㎛ 기준 인장강도 2,000gf/㎠ 이상”을 갖도록 수치로 한정한 점이다. 단순히 “건식으로 필름을 만든다”가 아니라, 실제 라미네이션 공정을 버텨낼 수 있는 최소 강도 기준을 청구범위에 못 박아, 강도 미달 필름은 권리범위 밖에 두면서도 경쟁사가 유사 강도를 구현하면 침해 시비가 걸리는 구조다.
테슬라 진영의 접근은 조금 다르다. 관련 특허 명세서는 분말 혼합물에 탄화수소·아세테이트·알코올 등 용매를 소량 첨가해 PTFE만 선택적으로 활성화시킨 뒤 전단력을 가하는 단계를 청구항에 포함한다. “완전 무용매”가 아니라 “PTFE 활성화용 소량 용매 + 전단 섬유화”라는 하이브리드 구성인 셈이다. 업계에서는 이를 두고 “완전한 건식전극”이라는 표현이 문헌상 실제 공정과는 다소 거리가 있다는 지적도 나온다.
한계와 전망
건식전극의 병목은 필름의 균일한 두께 제어와 대면적 라미네이션 수율이다. 특허 경쟁은 이제 “필름을 만드는 법”에서 “그 필름을 집전체에 안정적으로 붙이는 법”으로 옮겨가고 있다. 4680 배터리 양산이 본격화될수록, 이 라미네이션 장비·공정 특허가 다음 전장이 될 가능성이 높다.
함께 읽으면 좋은 글 — 전고체 배터리 계면 저항 특허 — 고체끼리 만나면 왜 저항이 커지는가 · 나트륨이온배터리 특허 급증, 저가 배터리 시대의 진짜 승자는 · 4680 셀 방열 구조 특허, 탭리스 이후의 다음 승부처