이차전지 결함 가능성 ‘임피로그’로 사전에 차단한다…’스루사이트’ [서울과기대 예창패 2025]

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[서울과기대 x IT동아 공동기획] 예비창업패키지 지원사업(이하 예창패)은 유망 아이디어의 창업을 돕는 중소벤처기업부·창업진흥원의 주요 창업지원 사업입니다. 서울과학기술대학교 창업지원단은 2025년도 예창패 주관기관으로 신생 기업의 성장과 발전을 돕습니다. IT동아는 서울과학기술대학교 창업지원단과 함께 성장 중인 유망 스타트업의 면면을 살펴봅니다.

[IT동아 김동진 기자] 이차전지 산업의 성장으로 각 제조사는 생산 공장 확대에 속도를 낸다. 이 과정에서 수율 확보는 제조사의 경쟁력을 좌우할 핵심 과제로 꼽힌다. 작은 결함 하나가 곧바로 생산 차질과 막대한 비용 손실, 기업 신뢰도 하락으로 이어지기 때문이다. 특히 이차전지 전극 제조의 가장 앞단에 있는 슬러리(활물질 혼합물) 공정에서 발생하는 미세한 문제를 제때 발견하지 못하면, 제품 결함을 유발하므로 더욱 철저한 검증이 필요하다. 그럼에도 현재 업계는 불투명한 슬러리 표면을 육안과 작업자 경험에 의존해 진단하는 실정이다. 이 문제를 기술로 풀겠다고 나선 스타트업이 있다. 임피던스 단면촬영 기술로 전극 슬러리 내부를 ‘꿰뚫어 보는’ 장비를 개발 중인 스루사이트(ThruSight)다. 로봇 공학을 전공하고 이차전지 제조 스타트업에서 연구원으로 일한 경험을 지닌 김광태 대표가 기술개발을 주도한다.

여전히 감(感)에 의존하는 이차전지 전극 슬러리 공정 진단… 창업의 출발점

이차전지 전극 슬러리는 불투명한 물질이어서 겉면만 보고 내부 불량을 파악하기 어렵다. 그간 혼합 상태가 균일한지, 기포가 들어 있지는 않은지 육안으로 판단하는 경우가 많았다. 이는 수율 저하와 공정 지연, 제품 결함을 유발하는 큰 리스크였다.

김광태 대표는 “이차전지는 최첨단 공정의 집약체인데, 정작 불량을 판단하는 과정은 사람의 눈과 감각에 주로 의존한다. 실제로 이차전지 스타트업에서 연구원으로 일하며 전극 제조와 성능 평가, 장비 개발을 모두 경험했는데, 이같은 문제를 느낄 수 있었다. 당시 대기업 배터리 제조사 관계자조차도 슬러리 단면을 볼 획기적인 방법이 없냐고 문의할 정도로 개선이 필요한 영역이라는 확신이 있어 창업에 나섰다”며 “전극 불량의 절반 가까이는 슬러리에서 시작된다고 판단했다. 불량의 원인을 조기에 파악하고, 공정 초반에서 바로잡을 수 있다면 제품 폐기와 재작업을 크게 줄일 수 있다. 따라서 슬러리 불량 여부를 측정할 기술을 찾기 위해 여러 가지 방식을 연구하고 고민했다”고 말했다.

그는 이어 “최초 엑스레이(X-ray) 촬영 방식을 적용해 봤지만 에너지가 너무 강해 슬러리 단면을 촬영하기 어려웠고 초음파도 이질적인 소재가 있어야 반사가 가능한 특성이 있어 사용에 한계가 있었다. 고심을 거듭한 끝에 찾아낸 측정 방법은 의료용 폐 단면 촬영에 쓰이던 임피던스 단면 촬영 기술”이라며 “해당 기술을 활용해 이차전지 슬러리 결함을 감지할 임피로그(IMPELOG) 장비를 개발 중이다. 임피로그는 슬러리에 360도 방향으로 전류를 흘린 후 전류가 퍼지면서 각 단에서 나타나는 전압 변화를 측정, 이를 역산해 단면 이미지를 구성하는 방식으로 작동한다. 이후 AI기반의 분석 방법과 양극·음극 슬러리 특성에 따른 최적화 프로세스를 적용할 예정이다. 이 과정에서 재사용이 가능한 슬러리를 판별하는 등 기존에 없는 차별화된 기능을 갖춘 장비를 선보이고자 연구개발 중”이라고 강조했다.

그는 이어 “임피로그 장비를 전극 슬러리 공정에 적용해 시뮬레이션한 결과, 최종 수율을 기존 64.8%에서 74.9%로 끌어올릴 수 있었다. 이는 공장당 연간 12억 원 수준의 비용 절감 효과를 거둘 수 있는 수치”라며 “실제 슬러리에 적용해 효과를 증명해야 시장과 투자자도 확신을 가질 수 있기 때문에 현재 MVP(최소기능제품) 개발에 박차를 가하고 있다. 서울과학기술대학교가 운영하는 예비창업패키지의 지원으로 MVP를 제작 중이며, 알고리즘 오류 수정과 회로 최적화 작업 중이다. MVP가 나오면 서울과기대와 PoC(개념검증)도 진행할 예정이다. PoC는 실제 배터리용 양극·음극 슬러리를 공급받아 단면 촬영을 시도, 임피로그가 산업 현장에서 활용이 가능한지 검증하는 방식으로 진행할 예정”이라고 말했다.

서울과기대와의 협업, 성장을 위한 전환점…”장비에서 데이터 플랫폼 기업으로 성장할 것”

김광태 대표는 과기대 예비창업패키지 선정 이후 기술 개발 및 사업화 과정에서 큰 도움을 받았다고 전했다.

그는 “서울과기대 창업지원단의 도움으로 MVP 제작뿐만 아니라 다양한 인사이트도 얻을 수 있었다. 특히 1박 2일로 진행한 창업기업 간 네트워킹 행사에 참여하면서 다른 혁신가들과 다양한 아이디어를 주고받았다. 일례로 반도체 분야를 연구하는 교수 창업자와 심도 있는 대화를 나누면서 나노 파티클 측정 시장으로 임피로그 장비를 확대 적용할 수 있겠다는 가능성도 확인했다”며 “이 밖에도 서울과기대의 지원으로 투자 전략, 특허 포트폴리오 구축, 장비 제작 협력사 발굴 등 다양한 기회를 얻었다”고 말했다.

끝으로 스루사이트의 향후 계획을 들었다.

김광태 대표는 “백문이 불여일견이기 때문에 아이디어를 실제 제품으로 보여줄 수 있도록 MVP 출시에 사활을 걸고 있다. 배터리 업계에서 임피로그 출시 전과 후 이차전지 전극 슬러리 진단에 대한 접근 자체가 달라졌다는 평가를 받고 싶다”며 “회사의 중장기 로드맵도 설정했다. 내년까지 2D 단면 촬영 임피로그 MVP 출시 및 고도화를 거쳐 서울과기대와의 PoC를 마칠 계획이다. 2027년까지 고해상도 버전 및 AI 이상 진단 알고리즘도 장비에 적용할 것이다. 2028년까지 임피로그에 3D 촬영 방식을 적용해 고도화할 계획이며, 2028년 이후에는 배터리 제조사 및 장비사와의 협업을 확대해 글로벌 시장에도 진출할 것”이라고 말했다.

그는 이어 “스루사이트는 단순한 장비 판매 회사가 아니라 궁극적으로 배터리 제조사, 소재사, 장비사 간 정량적 데이터 기반 협업 인프라를 제공하는 기업으로 성장하고자 한다”며 “애플은 아이폰이 아니라 혁신을 팔고, 아마존은 상품이 아니라 편리함을 파는 것처럼, 스루사이트는 의심을 확신으로 바꾸는 기술을 판매하고자 한다. 이차전지 전극 슬러리 내부를 꿰뚫어 보는 기술로 산업이 직면한 수율 경쟁 속에서 생산성을 극대화할 수 있도록 최선을 다하겠다”고 말했다.

IT동아 김동진 기자 (kdj@itdonga.com)

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