주력 사업만으론 안 돼… 소재 영역 넓히는 배터리社

전기차 배터리에 들어가는 각종 소재를 만드는 국내 기업들이 기존 주력 제품 이외의 다른 소재 영역으로 사업을 확장하고 있다.

26일 업계에 따르면 롯데에너지머티리얼즈는 주력 사업인 동박 이외에 전고체 배터리 전해질, LFP(리튬·인산·철) 양극활물질 등을 개발하고 있다. 지난 2월엔 익산2공장에 연간 최대 70톤(t)의 전고체 배터리용 전해질을 만들 수 있는 파일럿(시제품 생산) 설비를 착공했다. 롯데에너지머티리얼즈는 올해 연말까지 시험 가동 및 안정화 단계를 거쳐 고객사로부터 성능 검증을 받고, 내년 중 공급 계약을 체결해 이르면 2026년부터 양산을 시작할 계획이다.

롯데에너지머티리얼즈가 개발 중인 황화물계 고체전해질 구조. / 롯데에너지머티리얼즈 제공

롯데에너지머티리얼즈는 지난 2월 이수스페셜티케미컬과 황화물계 고체전해질의 원재료인 황화리튬을 공급받는 내용의 업무협약(MOU)을 체결했다. 황화물계 고체전해질은 이온 전도도와 기계적 유연성이 높아 전고체 배터리에 적용될 유력 소재로 꼽힌다.

LFP 양극활물질은 과거 일진머티리얼즈 시절부터 보유한 LMO(리튬망간산화물) 양극활물질 생산 공정을 일부 개조해 LFP 전용 설비로 전환한다는 구상이다. 양극활물질은 양극재 성능을 결정하는 핵심 물질로 리튬과 전구체를 배합해 만든다. 회사가 보유한 LMO 전용 양산 라인은 연산 840t 규모로, 롯데에너지머티리얼즈는 올해 이를 전환해 양극활물질 파일럿 라인을 구축할 계획이다.

동박 자회사 SK넥실리스를 둔 SKC는 차세대 배터리 핵심 소재로 꼽히는 실리콘 음극재 개발에 속도를 내고 있다. 실리콘 음극재는 기존 음극재에 널리 쓰이는 흑연에 리튬 저장 능력이 뛰어난 실리콘을 균일한 비율로 배합해 만든다. 실리콘은 이론상 흑연보다 리튬 저장 능력이 10배가량 높아 배터리 무게를 줄이면서 충전 시간을 단축할 수 있다.

SKC가 개발 중인 실리콘 음극재의 구조. / SKC 제공

SKC는 2021년 실리콘 음극재 기술을 보유한 영국 기업 넥시온에 8000만달러(약 1100억원)를 투자해 기술 라이선스를 확보했다. 실리콘 음극재는 흑연과의 혼합비 기준에 따라 저함량과 고함량 실리콘 음극재로 나뉘는데, 혼합비가 15% 미만인 경우를 저함량, 15% 이상인 경우를 고함량으로 분류한다.

SKC는 보급형 전기차에 주로 사용되는 저함량과 프리미엄 전기차에 사용될 고함량 실리콘 음극재를 모두 개발한다는 계획이다. 올해 상반기 중 수원에 파일럿 라인을 구축해 시범 생산을 시작하고, 4분기부터 고객사 인증을 진행한다.

양극재 제조사 에코프로비엠도 음극재, 분리막, 전해질 등 2차전지 4대 소재에 모두 진출하겠다는 계획을 최근 밝힌 바 있다. 회사는 지난 2021년부터 관련 연구 인력을 채용한 뒤 실리콘 음극재, 황화물계 고체 전해질 등을 개발하고 있다.

에코프로비엠은 양극재를 만들면서 축적한 소성, 분쇄, 품질 제어 기술을 신소재 개발에 접목한다는 계획이다. 에코프로비엠 관계자는 “현재 포트폴리오 다각화를 위해 다양한 소재 개발을 추진하고 있다”고 말했다.