당신은 주제를 찾고 있습니까 “배터리 분리막 소재 – 배터리 분리막 시장 전망과 기술 트렌드“? 다음 카테고리의 웹사이트 https://you.maxfit.vn 에서 귀하의 모든 질문에 답변해 드립니다: https://you.maxfit.vn/blog/. 바로 아래에서 답을 찾을 수 있습니다. 작성자 디일렉 THEELEC 이(가) 작성한 기사에는 조회수 18,298회 및 좋아요 504개 개의 좋아요가 있습니다.
배터리 분리막 소재 주제에 대한 동영상 보기
여기에서 이 주제에 대한 비디오를 시청하십시오. 주의 깊게 살펴보고 읽고 있는 내용에 대한 피드백을 제공하세요!
d여기에서 배터리 분리막 시장 전망과 기술 트렌드 – 배터리 분리막 소재 주제에 대한 세부정보를 참조하세요
배터리 분리막 시장 전망과 기술 트렌드
00:27 에너에버배터리솔루션
01:22 초기 글로벌 분리막 시장
08:19 배터리 코팅 분리막과 고내열성
10:32 이차전지 원단 필름 및 코팅 분리막
12:24 분리막 코팅 공정에 대해서
18:48 분리막 품질의 주요 포인트
21:06 에너에버배터리솔루션의 향후 개발 로드맵과 향후 성장 동인
#배터리 #분리막 #에너에버배터리솔루션
전기차 안전을 책임지는 차세대 배터리 분리막 기술
: 11월 23일 (화) 웨비나
사전등록 페이지
http://www.thelec.kr/eventConfig/html/event_inc.html?eventcode=event28
[행사개요]* 행사 : 전기차 안전을 책임지는 차세대 배터리 분리막 기술
* 주최 : 전자부품 전문미디어 디일렉(www.thelec.kr)
* 일시 : 2021년 11월 23일(화) 15:00
* 참가비 : 2만9900원(부가세 포함)
[유의사항]* 본 행사는 디일렉 웨비나 사이트에서 온라인 생중계로 진행됩니다.
* 방송은 크롬에 최적화되어 있으며, 시청을 위해서 Chrome(크롬) 설치가 필요합니다.
* 방송 화면이 끊기면 새로고침 혹은 재접속 바랍니다.
* 중복 접속은 허용되지 않습니다.
※ 디일렉 멤버십
멤버십 안내 (https://youtu.be/q-xyLN8ycGU)
멤버십 가입 (https://www.youtube.com/channel/UC2GRwEADsEKEX5k-Xg9YphA/join)
※ 디일렉 멤버십 혜택
[디일렉 영상 하루 빨리 보기]디일렉 영상은 기본적으로 모두 ‘무료’이지만, 후원해주시는 분들께는 영상을 하루 빨리 볼 수 있는 혜택을 드립니다.전자부품 전문 미디어 디일렉
배터리 분리막 소재 주제에 대한 자세한 내용은 여기를 참조하세요.
배터리 안전을 책임지는 ‘분리막’ – 삼성SDI
분리막의 소재로는 폴리올레핀, 폴리프로필렌 등과 같이 절연 특성이 뛰어난 고분자 소재가 사용됩니다. 이 소재들을 연신하여 미세한 기공을 만드는데 그 …
Source: www.samsungsdi.co.kr
Date Published: 10/6/2021
View: 5781
[2차 전지 소재] 분리막 개념과 종류, 관련 기업, 시장 분석
또한 두께가 얇을수록 더 많은 양의 양극과 음극 활물질을 넣어 배터리의 에너지 밀도를 높일 수 있습니다. 따라서 분리막에는 주로 폴리에틸렌(PE), …
Source: seongyun-dev.tistory.com
Date Published: 9/11/2021
View: 7853
리튬이온 배터리 분리막 시장
리튬이온 배터리 분리막은 첨단소재 분야에 속하는 기술로 높은 전력 밀도와 … 양극과 음극은 배터리의 또 다른 중요한 구성 요소인 분리막에 의해 분리되며,.
Source: www.innopolis.or.kr
Date Published: 12/8/2022
View: 3488
배터리의 핵심! 소재 제조 공정에 대하여
리튬이온전지에 적용되는 분리막의 소재는 대부분 폴리올레핀(PO) 계열의 폴리프로필렌(PP), 폴리에틸렌(PE) 등 절연 특성이 뛰어난 고분자 소재가 사용 …
Source: renewableenergyfollowers.org
Date Published: 4/13/2022
View: 9260
전기차 배터리 소재 추격하는 中… 분리막 경쟁 막 올랐다
전기차용 리튬이온 배터리는 4대 핵심 소재인 양극재, 음극재, 전해액, 분리막으로 이뤄졌는데, 이 중 분리막은 양극과 음극이 서로 만나지 않도록 물리적 …
Source: biz.chosun.com
Date Published: 12/24/2021
View: 6252
“노 저어라” 배터리 소재사들도 영토 확장 러시 – 뉴데일리경제
양극재, 음극재, 전해질, 분리막 등은 리튬이온 배터리의 4대 핵심 소재로 꼽힌다. 양극재는 배터리 용량과 출력 특성을 결정하며 음극재는 배터리 수명에 …
Source: biz.newdaily.co.kr
Date Published: 12/16/2021
View: 6920
[단독]LG화학, 도레이와 ‘이차전지 분리막’ 유럽공장 세운다
LG 전지소재 연구원들이 안전성강화분리막(SRS)을 살펴보고 있다. SRS 기술은 LG화학이 지난 2004년에 독자 개발한 배터리 안전성 강화 기술이다.>.
Source: www.etnews.com
Date Published: 2/14/2021
View: 8378
주제와 관련된 이미지 배터리 분리막 소재
주제와 관련된 더 많은 사진을 참조하십시오 배터리 분리막 시장 전망과 기술 트렌드. 댓글에서 더 많은 관련 이미지를 보거나 필요한 경우 더 많은 관련 기사를 볼 수 있습니다.
주제에 대한 기사 평가 배터리 분리막 소재
- Author: 디일렉 THEELEC
- Views: 조회수 18,298회
- Likes: 좋아요 504개
- Date Published: 2021. 10. 22.
- Video Url link: https://www.youtube.com/watch?v=GhdNnrsHXLQ
배터리 안전을 책임지는 ‘분리막’
양극과 음극이 배터리의 성능을 대표하는 소재라면, 분리막은 배터리의 안전성과 관련된 핵심 소재라고 할 수 있습니다. 오늘은 분리막의 특성과 역할이 무엇인지 알아보고, 분리막 관련 기술에 대해 설명해 드리겠습니다.
양극과 음극의 만남을 거부한다!! ‘분리막’
분리막은 간단히 설명하면 절연 소재의 얇은 막으로, 역할은 크게 4가지 정도로 요약할 수 있습니다. 우선, 이름에서 알 수 있듯이 분리막은 배터리 내부에서 양극과 음극이 접촉하지 않도록 분리하고 있습니다.
두번째로는 분리막에는 우리 눈에는 보이지 않지만 매우 미세한 기공(pore)을 가지고 있어 그 구멍을 통해 리튬이온이 양극과 음극 사이를 이동할 수 있도록 하는 역할을 하고 있습니다.
세번째로는 배터리 내부 온도가 일정 수준 이상 올라가게 되면, 분리막 표면에 위치한 기공들이 막혀 리튬이온의 이동을 차단해 내부적으로 쇼트 발생을 방지합니다.
마지막으로 분리막은 높은 기계적 강도를 지니고 있어 강한 힘을 받을 때 배터리 내부에서 발생하는 부산물이나 이물질들을 막아 안전성을 확보하는 역할을 수행합니다.
[ 분리막 속 기공을 통해 리튬이온이 이동하는 모습 ]좋은 분리막은 어떤 조건을 갖춰야 할까?
분리막은 다른 소재들과 달리 배터리의 안전성과 연관되어 있기 때문에 여러 조건들이 갖춰져야 합니다.
우선 분리막으로 사용되려면, 전기화학적으로 안정적이어야하고, 절연성이 뛰어나야 합니다. 양극과 음극의 접촉을 차단해야 하는데 분리막이 리튬이온이나 배터리 내부에 있는 다른 이온들과 반응해 버린다면, 마치 고양이에게 생선을 맡기는 것과 같은 거죠.
또한 리튬이온이 원활하게 분리막 사이를 통과할 수 있도록 분리막 표면에 구멍이 많아야 하며, 그 크기는 균일해야 합니다. 구멍이 별로 없거나 들쭉날쭉하면, 리튬이온이 이동하는데 어려움이 있으니까요.
그리고, 배터리의 온도가 일정 수준을 넘어섰을 때 분리막 자체적으로 기공을 막아(Shut-down) 리튬이온의 이동을 차단해 안전성을 확보할 수 있어야 합니다.
마지막으로, 배터리의 에너지 밀도 향상을 위해서는 두께가 얇아야 더 많은 양의 활물질을 넣을 수 있고, 그러면서도 분리막의 기계적 강도가 우수해야 쉽게 손상되지 않고 배터리의 안전성까지 확보할 수 있습니다.
[현미경으로 살펴본 분리막]코팅 기술을 통해 한 단계 진화하는 분리막
분리막의 소재로는 폴리올레핀, 폴리프로필렌 등과 같이 절연 특성이 뛰어난 고분자 소재가 사용됩니다. 이 소재들을 연신하여 미세한 기공을 만드는데 그 방식에 따라 건식과 습식으로 종류를 나눌 수 있습니다.
건식 제조는 단순히 기계적인 힘으로 필름 원단을 당겨 기공을 만드는 방식이고, 습식 제조는 필름에 여러 참가제를 추가해 화학적인 방식으로 기공을 만드는 방식입니다. 건식의 경우, 제조공정은 간단하나 기공 사이즈가 불균일하고, 습식에 비해 기계적 강도도 약합니다. 반면, 습식의 경우는 제조공정이 복잡해 고가지만 균일하게 기공의 사이즈를 만들 수 있다는 장점이 있습니다.
과거에는 분리막으로 필름 소재 하나만을 사용했지만, 최근에는 분리막의 성능을 강화하기 위해 다양한 소재와 방식으로 코팅하여 사용하고 있습니다.
삼성SDI는 분리막 코팅 기술 내재화를 통해 차별화된 경쟁력을 확보하고 있습니다. 초고내열성 분리막 개발을 통해 배터리 안전성을 확보하고 박막화 기술로 배터리 용량 증가에 일조했습니다. 또한, 배터리의 품질 확보를 위해 접착분리막을 개발하여 사용 중이며, 안전성과 품질을 동시에 확보하기 위한 고내열 접착분리막의 개발은 양산 완성 단계에 있습니다.
[삼성SDI의 분리막]지금까지 분리막의 주요 역할과 특징, 개발방향 등에 대해 소개해 드렸습니다. 배터리의 안전성과. 직결되는 소재인 만큼 더욱 꼼꼼하게 검증하고, 안전한 배터리 제조를 위해 힘쓰겠습니다.
[2차 전지 소재] 분리막 개념과 종류, 관련 기업, 시장 분석
반응형
1. 2차 전지 분리막 개요와 시장 분석
2차전지 4대 핵심 소재와 분리막 속 리튬 이온 이동 모습 (출처 : 삼성SDI)
2차전지에 들어가는 소재는 크게 양극재, 음극재, 분리막, 전해액로 구성되며 이를 4대 핵심소재라고 합니다. 이 4대 소재는 2차전지의 에너지용량, 출력, 안정성 등 배터리의 성능에 직접적인 영향을 미치는 요소입니다.
이 중 양극재와 음극재 관련 내용은 아래 포스팅을 참고 부탁드립니다.
[2차 전지 소재] 양극재 개념과 종류, 관련 기업, 시장 분석 [2차 전지 소재] 음극재 개념과 종류, 관련 기업, 시장 분석2차전지는 양극재와 음극재 간 이온화 경향차로 인해 산화,환원 반응이 발생하고, 이로 인해 리튬 이온이 이동하게되면서 전류를 생성하게 됩니다.
이 중 분리막은 양극과 음극이 직접적으로 접촉하지 않게 분리하는 절연막으로 화재, 폭발 등을 방지하고 이온을 원활하게 이동시켜주는 2차전지 안전성의 핵심 소재 입니다.
분리막은 기본적으로 아주 작은 기공이 있어 그 사이로 리튬 이온이 통과해 양극과 음극으로 이동할 수 있습니다.
만약 배터리 온도가 일정 수준 이상으로 높아지게 되면 분리막의 기공이 막혀 리튬 이온의 이동이 차단되고, 배터리의 쇼트 현상을 방지하게 됩니다.
또한 배터리 내부에 생기는 이물질을 통과하지 못하게 막는 역할도 수행하고 있습니다.
이처럼 분리막은 배터리의 안전성과 수명에 관여하며, 최근 배터리 출력 및 고속 충전에도 관여하는 소재로 주목받고 있습니다.
2차 전지 분리막 (출처 : SKIET)
분리막의 위와 같은 역할과 특성 때문에, 분리막은 절연성과 전기화학적 안정성, 기계적 강도가 뛰어나야하고, 표면의 기공이 많아야 하며, 그 크기가 균일해야 합니다.
또한 두께가 얇을수록 더 많은 양의 양극과 음극 활물질을 넣어 배터리의 에너지 밀도를 높일 수 있습니다.
따라서 분리막에는 주로 폴리에틸렌(PE), 폴리올레핀(PO), 폴리프로필렌(PP) 등과 같이 절연 특성이 좋은 고분자 소재가 사용됩니다.
분리막은 공정 방법에 따라 건식 분리막과 습식 분리막으로 구분되며, 습식 분리막의 안정성 더 좋고, 박막화가 우수해 전기차용 배터리에는 습식 분리막 사용이 증가하고 있습니다.
최근에는 습식 분리막의 고온 변형 문제를 해결하기 위해 세라믹을 코팅한 방법이 연구 및 사용되고 있으며, 이후 전고체배터리가 상용화되면, 분리막이 필요 없어지게 됩니다.
분리막 타입별 시장 규모 및 비중 전망 (출처 : IBK투자증권)
분리막은 전기차용 2차전지 소재 원가 비중의 약 16%를 차지하고 있으며, 셀 전체 원가의 약 10%를 차지하고 있습니다.
이는 현재 60kWh 전기차 배터리 기준 1대당 약 56만원 정도의 비용을 차지한다고 합니다.
전기자동차용 2차전지 배터리 원가 구조 (출처 : 삼성증권)
글로벌 분리막 시장은 21년 43억 달러에서 25년 109억 달러, 30년 186억 달러로, 연평균 31% 성장해 21년 대비 약 4배 이상 성장할 것으로 전망하고 있습니다.
특히, 23년부터 수요가 공급을 초과하는 쇼티지 현상이 발생할 것으로 예상되고 있습니다.
다만, 전고체배터리로 대체될 경우 그 비중은 점차 줄어들 것으로 예상됩니다.
2차전지 분리막 시장 전망 및 수급 전망 (출처 : IBK투자증권)
분리막의 주도 국가는 중국, 일본, 한국으로, 중국이 약 53%의 시장점유율을 갖고 있으나 저가 제품, 내수시장을 바탕으로 하고 있으며, 일본(35%)과 한국(12%)이 하이엔드 제품(습식 분리막)을 앞세워 글로벌 시장을 주도하고 있습니다.
특히 최근 배터리 화재 이슈가 자주 발생하면서, 고성능, 고안정성의 분리막 수요가 많아짐에 따라 일본과 한국의 시장 지배력은 더욱 강화될 것으로 전망됩니다.
주요 기업별, 국가별 글로벌 분리막 시장 점유율, 2020년 기준 (출처 : IBK투자증권)
티어 1의 습식 분리막 중에서는 한국의 SKIET(27%), 일본의 Asahi(24%)와 Toray(24%), 세 업체가 과점하고 있으며, 현재 일반 습식 분리막 대비 60%~100%의 가격차이가 나는 것으로 알려져 있습니다.
SKIET 분리막 생산캐파 전망 (출처 : IBK투자증권, SKIET)
국내에서 SKIET 뿐만아니라 LG에너지솔루션, 삼성SDI 등도 분리막 내재화를 위한 사업 진출을 진행하고 있습니다.
LG에너지솔루션은 일본의 Toray와 합작법인(JV) 설립을 논의 했으며, 삼성SDI는 분리막 생산 기업인 더블유스코프(W-Scope)에 지분 투자를 하였습니다.
국내 주요기업의 분리막 관련 사업 현황 (출처 : IBK투자증권)
반응형
2. 분리막 종류와 발전 전망
건식 분리막(좌)와 습식 분리막(우) 구조 (출처 : NICE, 유펙스켐)
분리막은 음극과 양극을 안정적으로 분리하고, 리튬 이온을 잘 통과시켜야하며, 이물질 이동을 차단하고, 온도 증가 시 기공을 막아 이온 이동을 차단해야 합니다.
이에 필요한 특성은 다음과 같습니다.
전기화학적 안정성 (저항성) : 배터리 전해액에 장시간 담겨져도 변형이 되지 않아야 한다.
배터리 전해액에 장시간 담겨져도 변형이 되지 않아야 한다. 유연성 : 금속 전극과 닿았을 때 변형이 되지 않아야 한다.
금속 전극과 닿았을 때 변형이 되지 않아야 한다. 강도 : 조립 과정과 롤링 과정에서의 압력에 견딜 수 있어야 한다.
조립 과정과 롤링 과정에서의 압력에 견딜 수 있어야 한다. 통기성과 투공성 : 리튬 이온을 원활하게 통과시킬 수 있어야 한다.
리튬 이온을 원활하게 통과시킬 수 있어야 한다. 연신률 : 극박으로 만들 수 있어야 한다.
극박으로 만들 수 있어야 한다. 젖음성 : 천해액이 분리막 표면에 충분히 젖을 수 있어야 이온전도도가 향상됨.
천해액이 분리막 표면에 충분히 젖을 수 있어야 이온전도도가 향상됨. 내열성 : 특정 온도(130~150℃) 이상의 열환경에서 용융하여 기공 폐쇄.
분리막의 물리적 인자 및 전기화학적 특성의 상관관계 (출처 : 이베스트투자증권 리서치센터)
분리막은 주로 위 특성들을 만족하는 폴리에틸렌(PE), 폴리프로필렌(PP)와 같은 미세다공성 고분자필름으로 제조하며, 제조 공정 방법에 따라 건식막과 습식막으로 나뉩니다.
분리막 주요 물성치 기준(좌)과 건식 및 습식 분리막 특성 비교(우) (출처 : 이베스트투자증권, IBK투자증권)
건식 분리막은 기계적인 힘으로 필름을 늘린 후 열처리하여 기공을 만드는 방식으로, 제조 방식이 쉽고 저렴하며, 내열성이 뛰어나고, 기공이 직선 형상이라 리튬이온의 고속 출력이 가능합니다.
하지만 기공의 크기가 균일하지 않고, 기계적 강도가 약하며, 박막화가 어렵습니다.
습식 분리막은 필름에 첨가제를 추가해 화학적 상분리를 통해 기공을 만들고 열처리 하여 제조 합니다.
화학적으로 제조하기 때문에 얇게 만들 수 있으며, 기공 크기의 균일성이 높고, 그물형으로 분포하여 기계적 강도가 높습니다.
반면, 기공이 불규칙하게 분포하기 때문에 이온의 흐름이 어려우며, 내열특성이 취약하고, 제조 단가가 비쌉니다.
분리막 종류별 제조 공정도 (출처 : NICE)
최근에는 습식 분리막의 내열성 향상을 위해 LG화학에서 개발한 세라믹 코팅 분리막(SRS)과 SKIET의 세라믹 코팅 분리막(CCS)을 차세대 분리막으로 사용하고 있습니다.
세라믹 코팅에 사용되는 세라믹 재료로는 알루미나, 보헤마이트 등이 있습니다.
다만, 코팅을 하게 되면 공정 단가가 상승하고, 기공이 차단되어 통기성이 저하된다는 단점이 있습니다.
따라서 필요한 통기성, 연신율을 만족하고, 공정에서 발생하는 이물을 줄이는 고난도 코팅 기술이 필요합니다.
세라믹 코팅 분리막 (출처 : 이베스트투자증권 리서치센터)
국내 에너에버배터리솔루션의 분리막 기술 개발 로드맵 (출처 : 이베스트투자증권 리서치센터)
내열성이 우수하고 가격이 저렴한 건식 분리막은 주로 ESS나 전기 버스 등의 배터리에 사용되고 있으며, 박막화가 쉽고 안정성이 높은 습식 분리막은 고성능 전기차 배터리에 주로 사용되고 있습니다.
관련 포스팅
[2차 전지 제조 공정] 2차 전지 제조 공정 및 관련 장비 기업 [2차 전지 제조 공정] 2차 전지 전극 공정 및 관련 장비 기업 [2차 전지 제조 공정] 2차 전지 조립 공정 및 관련 장비 기업 [2차 전지 제조 공정] 2차 전지 화성공정 (충방전 공정) 및 관련 장비 기업 [2차 전지 소재] 동박, 전지박 산업 분석 및 관련 기업 (일진머티리얼즈, SKC, 솔루스첨단소재)반응형
배터리의 핵심! 소재 제조 공정에 대하여
배터리의 핵심! 소재 제조 공정에 대하여
15기 김민서, 15기 김혜림, 16기 임상현
세계의 많은 전문가들이 배터리 산업에 관심을 기울이고 있다. 9월 22일 테슬라의 발표에 따라 국내 기업들의 주가가 출렁일 것이라는 예측이 나오고 4차 산업 혁명과 더불어 BoT(Battery of Things)라는 용어가 등장하는 등, 전 세계 사람들이 배터리에 열광하고 있다. 특히나 최근 환경 정책에 따른 전기차, ESS 시장의 폭발적인 성장으로 연구자들이 용량이 크고 안전하며 수명도 긴 배터리 기술 연구에 몰두하고 있다.
배터리(2차전지)는 양극, 음극, 전해질, 분리막에 의해 구성되며 각 소재의 구성, 구조에 따라 특성이 크게 변한다. 소재의 특성이 배터리 성능을 좌우하는 만큼, 다양한 소재들이 연구되고 생산되고 있다. 따라서 본문에서는 최근 크게 주목받고 있는 리튬이온전지의 주로 사용되는 소재 제조 공정에 대해 논하며 생산 변수들을 알아보고자 한다.
양극재 제조 공정
양극재는 리튬이온전지에서 최초 리튬 이온을 제공하는 에너지원으로, 활물질, 도전재, 바인더, 집전체로 구성되어 있다. 활물질은 전기화학반응에 참여하는 물질(LCO, NCA, NCM 등)이다. 도전재와 바인더는 각각 전기 전도성 향상과 기계적 안정화에 기여한다.
[자료 1. 양극재의 구조]출처: 삼성 SDI
양극의 경우 활물질과 바인더, 도전재를 용매에 섞은 슬러리를 집전체(Al) 표면에 코팅 및 건조한 후, 압축과 슬리팅 공정을 통해 제조하게 된다. 고온 압축 과정에서 전극의 두께는 낮아지고 집전체와 활물질 간의 접착성이 증가하여 전지의 에너지 밀도 상승과 특성 향상에 기여하게 된다. 이 전극을 일정한 폭으로 절단하는 과정을 슬리팅이라 한다.
이 중에서도 전지의 특성에 가장 큰 영향을 미치는 활물질의 제조 공정에 대해서 논해보고자 한다. 다음 그림은 활물질 제조 공정의 일부인 공침법에 대한 그림이다. 공침법이란, 서로 다른 이온들을 수용액 또는 용액에서 동시에 침전시키는 방법을 말한다. 이 반응을 통해 제조된 전구체와 리튬계 물질을 고온에서 반응시켜 활물질을 제조하게 된다.
[자료 2. 전구체]출처: 코스모신소재
전구체(Presucor)란, 다른 화합물을 생성하는 화학반응에 참여하는 화합물을 일컫는 말이다. 양극 활물질에서 전구체는 금속산화물 또는 금속 수산화물이며, 리튬계 물질은 수산화리튬 또는 탄산 리튬이 사용된다.
전구체 제조는 금속 용액 제조 – 공침 – 세척 및 건조를 통해 이루어진다. 먼저 황산 등 강산 용액에 금속을 용해해 금속 용액을 만든다. 활물질에 적용될 다양한 금속 용액을 섞어 혼합 금속 용액을 제조한다. 이 용액에서 금속 이온은 물 분자(산소)의 전자와 약하게 결합되어 있기 때문에 침전을 용이하게 하기 위해 착화제를 첨가한다. 주로 암모니아(NH3)가 사용되며, 이 경우 암모니아의 질소가 전자를 제공하여 금속이온과 약하게 결합한다. 이렇게 형성된 착이온은 안정적으로 다른 음이온과 반응할 수 있는 상태가 되어 NaOH 등의 용액을 첨가하면 OH-이온과 수산화물을 형성하게 된다. 이 수산화물이 응집되면 침전되게 되는데, 이 침전물을 세척하면 전구체로 사용할 수 있다.
그 예시로 NCM에 대한 제조 공정은 다음과 같다.
Ni, Co, Mn 수화물 용액 제조 (강산 용액에 금속을 용해하여 금속 용액 제조) 금속 수화물 용액과 착화제, pH 조절제를 혼합 및 교반 하여 공침 (NiCoMn)복합수산화물을 세척 및 건조 (전구체 제조 완료) 위의 복합수산화물을 고온 분위기에서 반응시켜 복합금속산화물 제조 복합금속산화물과 리튬계 물질(LiOH, Li2CO3 등)을 고온 산소 분위기에서 소성 NCM 제조 완료
*공침 반응식
MSO4(금속 용액) + NH3(착화제) -> [MNH3]2+ + SO42- [MNH3]2+ + SO42- + 2NaOH -> M(OH)2 + NH3 + 2NaSO4
음극재 제조 공정
리튬이온전지용 음극재로 사용되는 탄소 재료는 크게 결정질의 흑연계와 비정질 탄소계로 나눌 수 있다. 결정질의 흑연재료는 리튬이온이 흑연층 평면(graphene layer)에 층간 삽입 반응에 의해 저장되며, 비정질 탄소 재료는 리튬이온이 흑연층 평면 사이에 저장되는 것 이외에 탄소층의 결함 및 불완전한 적층 구조에 의해 발생한 공극들 중에서 특정 조건을 만족하는 나노 공극들과 선단면 측에 리튬이온이 저장될 수 있다.
흑연계는 자연에서 생성되어 채굴되는 천연흑연(natural graphite)과 석탄계 및 석유계 피치 등을 2,500℃ 이상으로 열처리하여 제조되는 인조흑연(artificial, synthetic, pyrolytic graphite)이 있다. 비정질 탄소 재료는 저온열처리 탄소(soft carbon)와 난흑연화성 탄소재료(hard carbon)로 나뉜다. 여기서는 주로 사용되는 인조흑연의 제조 공정에 대해 소개하고자 한다.
[자료 3. 음극재의 분류]출처: 포스코 뉴스룸
인조흑연을 만들기 위해서는 전극에 요구되는 특성에 맞는 코크스의 선택이 중요하다. 일반적으로 고부하용 전극에 침상코크스가 사용된다. 침상코크스는 콜타르로부터 얻을 수 있다. 먼저 콜타르를 증류하여 유분과 소프트피치를 분리한다. 이후 소프트피치를 제품 용도 별로 분리한 후 코킹(Coking)을 통해 굳힌다. 이후 고화된 물질을 더 높은 온도에서 열처리하여 결정성을 높인다.
[자료 4. 콜타르에서 코크스까지]출처: 피엠씨텍(PMCTECH)
이렇게 얻어진 침상코크스는 충진제가 된다. 이 코크스를 원하는 입도 구성을 얻기 위해 분쇄하고, 입도 별로 분리한 후 원하는 물질의 특성에 따라 입도 배합이 된다. 배합된 코크스를 잘 혼합한 후 바인더피치를 코크스를 코팅하기에 충분한 양(20~50%)의 비율로 가하여 130~170℃ 정도의 온도로 혼합한다. 이렇게 얻어진 페이스트 상의 혼합물은 100~130℃ 정도로 균일하게 냉각한 후 횡형 프레스로 일정한 형상의 금형을 통해 일정한 형태로 압축한다. 이후 소성로에서 바인더피치를 탄화해서 충진코크스를 입자끼리 결합시켜 탄소재의 조직 골격을 형성한다. 이때, 바인더피치는 소성 중에 액상으로 상변화하여 300~500℃에서 열분해 중축합을 하고 탄화되어 500~600℃에서 고화되므로 크랙이 생기기 쉽다. 따라서 승온 속도를 조절하는 것이 중요하다. 마지막으로 흑연 결정을 발달시키기 위해 3000℃ 전후에서 열처리한다.
[자료 5. 인조흑연을 만드는 과정]출처: 국가과학기술정보센터
전해질 제조 공정
리튬이온전지의 전해질은 전지 내부에서 리튬이온이 이동할 수 있는 통로 역할을 한다. 전해질은 유기용매, 리튬염, 첨가제를 혼합하여 제조한다. 재료의 비율에 따라서 전해질의 특성이 달라지게 된다.
리튬이온전지에서 물이 아닌 유기용매를 사용하는 이유는 전지의 전압이 물의 분해 전압보다 높고 반응성이 큰 리튬이 물과 격렬하게 반응하기 때문이다. 유기용매 중에서도 리튬염을 잘 해리할 수 있도록 유전율이 높은(극성이 큰) 용매를 사용하게 되는데, 이 경우 분자 간 결합력이 높기 때문에 점도가 증가하여 이온 전도도가 떨어질 수 있다. 따라서 유전율이 낮은 용매를 일정 비율로 혼합하여 특성을 보완하고 있다.
리튬염은 리튬이온이 포함된 이온 결합 화합물로, 음이온의 크기에 따라 특성이 결정된다. 음이온의 크기가 클수록 해리가 잘 되지만 이온의 이동도가 저하되어 성능을 위해 다양한 물질들이 연구되어 왔다. LiBF4, LiClO4, LiPF6 등의 리튬염 중에서도 보편적으로 LiPF6가 사용되고 있는데, 용해도와 이온 전도도가 높고 안정적인 반응을 보여 채택되었다.
LiPF6 LiBF4 LiCF3SO3 Li(CF3SO2)2N LiClO4 용해도 매우 우수 우수 우수 매우 우수 매우 우수 이온 전도도 매우 우수 우수 보통 매우 우수 매우 우수 저온 특성 우수 보통 보통 우수 우수 고온 안정성 열악 우수 우수 우수 열악 전극 안정성 우수 우수 열악 열악 보통
[자료 6. 리튬염의 특성 비교]첨가제는 전지의 특성 개선을 위해 연구되고 있다. SEI 형성/조절 첨가제, 과충전 방지제, 전도특성 향상 첨가제, 난연제 등 다양한 첨가제가 사용되고 있으며 용매와 리튬염의 상용화가 안정화된 현 시점에서 전해질 산업 부가가치의 핵심을 담당하고 있다.
분리막 제조 공정
[자료 7. 리튬 이차전지와 분리막]출처 : SK이노베이션
분리막은 양극과 음극 활물질이 서로 닿지 않도록 분리해주면서 0.01~1㎛의 미세한 구멍으로 리튬이온만 통과시켜 전류를 발생시키는 역할을 하는 필름이다. 양극과 음극에 있는 물질이 서로 닿을 경우 리튬이온의 움직임이 기하급수적으로 늘면서 제어가 안돼 폭발 위험이 크기 때문에 배터리의 안전성을 담보하는 분리막은 매우 필요한 존재다.
리튬이온전지의 분리막은 어떤 기능과 특성을 요구할까?
먼저 리튬이온의 흐름을 원활하게 하기 위해 다공성이 좋아야 하고 배터리 에너지 밀도에 영향을 주지 않기 위해 얇아야 한다. 또 일정수준 이상의 기계적 강도를 지니고 있어 내부에서 발생하는 부산물이나 이물질들을 막아 안전성을 확보해야 하고, 리튬이온을 포함한 배터리 셀 내부에 있는 여러 종류의 이온들과 반응하지 않기 위해 전기화학적으로 안정적이고 절연 특성이 뛰어나야 한다. 뿐만 아니라 온도가 올라가 분리막이 수축되면 단락 또는 합선이 발생할 가능성이 높아지기 때문에 일정 온도(130℃~140℃)가 되면 자동으로 Shut down이 되어 이온의 이동을 차단할 수 있는 기능도 필요하다.
리튬이온전지에 적용되는 분리막의 소재는 대부분 폴리올레핀(PO) 계열의 폴리프로필렌(PP), 폴리에틸렌(PE) 등 절연 특성이 뛰어난 고분자 소재가 사용된다. 이 소재들을 연신*하여 미세한 기공을 만드는데, 방식에 따라 습식과 건식 공정으로 구분된다.
*연신: 섬유 또는 필름상의 고분자 재료를 물리적으로 늘이는 것.
습식법은 필름에 첨가제를 추가하여 화학적으로 기공을 만드는 방법이다. 먼저 고분자와 상분리 용제를 고온에서 균일하게 혼합한 후, 균일 용액을 시트 형태로 추출한다. 이후 연신하여 필름화하고 휘발성 추출 용제로 상분리 용제를 제거하여 미세 다공막을 얻는 공정으로 이루어진다. 이 방식은 압출과 화학처리를 거쳐 필름 양면에 기공(pore)을 형성시키는 단층필름 형태로 제조된다. 상분리 용제는 유동 파라핀이나 프탈산 에스테르 등이 사용되고 휘발성 추출 용제로는 염화 메틸렌 등의 염소계 용제나 아세톤 등이 사용된다.
습식법은 초기 투자비용이 높고 대량의 상분리 용제와 휘발성 추출 용제를 사용하기 때문에 유해물질이 발생하며, 폴리머의 결정구조가 불균질하여 열적 안정성이 낮다는 단점이 있다. 그러나 강도, 탄성 및 두께, 기공 균일도 등이 우수하여 높은 품질을 지닌다. 현재 습식 분리막은 세계 분리막 시장에서 70% 이상의 비중을 차지한다. 이는 정량의 출력 및 장시간 배터리 성능을 유지해야 하는 기기에 유리하며 주로 휴대폰이나 노트북 등 소형 모바일용 배터리에 쓰인다.
건식법은 습식법과 달리 첨가제를 사용하지 않고 기계적인 힘으로 필름을 당겨 기공을 만드는 방법이다. 폴리플로필렌(PP)을 녹여서 1차필름 (precursor film)을 만들고 이를 연신하여 열고정하면 라멜라(Lamella) 구조라는 비결정/결정구조의 혼합구조를 형성한다. 이후 라멜라 구조 필름을 다시 연신하여 결정 계면에 미세 균열을 발생시켜 다공화하는 공정으로 이루어진다.
[자료 8. 건식분리막의 (a)연신 전 (b)연신 후]출처 : KIST 이차전지센터
건식분리막을 연신하기 전의 사진을 보면 물결무늬의 라멜라 구조를 볼 수 있다. 이를 연신하면 고분자 사이의 비결정질이 찢어지면서 길쭉한 모양의 기공이 형성되는 것을 볼 수 있다.
[자료 9. 기공의 모양 (a)건식분리막, (b)습식분리막]출처 : KIST 이차전지센터
기공의 형태를 보면 건식 분리막은 길쭉한 모양으로 기공 분포가 규칙적이고, 습식 분리막은 원형 모양으로 기공 분포가 불규칙하다는 것을 알 수 있다. 건식 분리막 기공의 규칙성은 막의 수직 방향으로 유지되며, 기공의 직진도가 높아서 리튬이온이 이동하기에 유리하지만 습식분리막은 불규칙하게 때문에 이온 통과 경로가 복잡하게 된다. 이는 건식 분리막이 습식 분리막보다 전기적인 특성이 우수한 원인이 된다.
건식법은 습식과 비교하면 제조과정이 간단하여 초기 투자비용이 덜 들고 유해물질이 나오지 않아 친환경적이며 폴리머가 결정구조를 유지하고 있기 때문에 열적 안정성이 우수하다. 또한 건식 분리막은 우수한 전기적특성을 가지고 있어, 최근 전기차 이차전지용 분리막으로 관심이 커지고 있다. 그러나 건식분리막을 만들기 위해 균일한 기공을 내는 기술의 장벽이 높다는 단점이 있다.
결론
지금까지 리튬이온전지에 들어가는 소재들의 제조 공정에 대한 설명이었다. 위에 설명된 소재들 외에도 소재들은 많고 그에 따라 제조 공정이 조금씩 또는 확연히 다르다. 제조공정에 따라서도 물질의 특성이 바뀌어 전지의 성능에 영향을 끼치기 때문이다. 그만큼 새로운 소재의 개발은 수없이 많은 시행착오를 겪어야 하기 때문에 어렵고 힘든 일이다. 하지만 새로운 소재를 개발하기만 하면 리튬이온전지 완제품을 만들어서 수출하는 것보다 훨씬 큰 이득을 볼 수 있다. 혁신은 기존의 방식을 잘 아는 것부터 시작된다. 소재 제조 공정을 이해하고 더 나은 소재가 개발되어 배터리 산업의 성장에 기여하는 연구가 지속되길 희망한다.
참고문헌
[양극재 제조 공정]1. 김기태 등 3명, 리튬이차전지용 양극 활물질의 전구체, 그 제조방법, 리튬이차전지용 양극 활물질, 그 제조방법, 및 상기 양극 활물질을 포함하는 리튬이차전지 관련 특허 (https://patents.google.com/patent/WO2016108385A1/ko)
2. 박정기, 리튬이차전지의 원리 및 응용, 홍릉과학출판사
3. 삼성 SDI 블로그,리튬이온 배터리의 4대요소 (https://www.samsungsdi.co.kr/column/all/detail/55269.html)
4. 코스모신소재, 양극활물질 전구체 (http://www.cosmoamt.com/m_kr/rnd/area10.php)
[음극재 제조 공정]1. 리튬이온전지의 음극재의 종류, 포스코 뉴스룸,(https://newsroom.posco.com/kr/2%EC%B0%A8%EC%A0%84%EC%A7%80-%EC%86%8C%EC%9E%AC%EB%8F%84-%ED%8F%AC%EC%8A%A4%EC%BD%94%EA%B0%80-%EC%B0%90%E7%9C%9E%EC%9D%B4%EC%95%BC-%EC%9D%B8%EC%A1%B0%ED%9D%91%EC%97%B0-%EA%B5%AD%EC%82%B0%ED%99%94/)
2. 인조흑연 분말 및 성형체 제조기술 개발, 한국기계연구원, 1989.12 (http://www.ndsl.kr/ndsl/commons/util/ndslOriginalView.do?dbt=TRKO&cn=TRKO200200000011&rn=&url=&pageCode=PG18)
3. 콜타르(Coal Tar)로부터 Needle Coke & Pitch Coke 생산공정, PMCTECH, (http://www.pmctech.co.kr/layout_product_process.do)
4. 한유진 외 4명, 리튬이차전지용 탄소재료의 연구동향, 고분자 과학과 기술, 2017.6, (https://www.cheric.org/PDF/PST/PT28/PT28-3-0195.pdf)
[전해질]1. 박정기, 리튬이차전지의 원리 및 응용, 홍릉과학출판사
[분리막 제조 공정]1. 김동규, “너네 둘 못만난다”…배터리 분리막의 ‘숭고한 임무’, 이코노믹리뷰, 2019.03.31 (http://www.econovill.com/news/articleView.html?idxno=359875)
2. 리튬이온전지용 세퍼레이터의 최신 동향, i-매거진, 2010.10 (http://magazine.hellot.net/magz/article/articleDetail.do?flag=all&showType=showType1&articleId=ARTI_000000000035040&articleAllListSortType=sort_1&page=1&selectYearMonth=201010&subCtgId=)
3. 박정일, 배터리 안전의 핵심 ‘분리막’, 디지털타임스, 2015.12.15 (http://www.dt.co.kr/contents.html?article_no=2015121602103032781001)
4. 삼성SDI, [배터리 여행] 양극과 음극의 접촉을 막아라! ‘분리막’ 소개, 2018.01.10 (http://www.sdistory.net/separator/)
5. KIST 이차전지센터, 리튬이온이차전지 기술 동향과 미래 전망, 2010.10
“노 저어라” 배터리 소재사들도 영토 확장 러시
▲ 리튬이온 배터리 작동 원리. ⓒ포스코
국내 기업들이 ‘배터리 황금기’에 발맞춰 배터리 소재 설비 규모 확장에 공격적으로 나서고 있다.
20일 업계에 따르면 SK, LG 등 배터리 셀 제조업체를 비롯해 포스코, 롯데 등 국내 주요 기업들은 날로 확장되는 전기차 시장에 발맞춰 배터리 소재 외형 확대에 경쟁적으로 뛰어들고 있다.
양극재, 음극재, 전해질, 분리막 등은 리튬이온 배터리의 4대 핵심 소재로 꼽힌다. 양극재는 배터리 용량과 출력 특성을 결정하며 음극재는 배터리 수명에 중요한 역할을 한다.
분리막은 배터리 양극과 음극의 접촉을 잡아주며 내부의 미세한 구멍을 통해 리튬이온을 이동시키는 역할을 한다. 특히 높은 기계적 강도를 가져 내부에서 발생하는 부산물이나 이물질을 막아 안전성을 확보하는 데 결정적인 역할을 한다.
이 배터리에는 액체 상태인 전해액을 사용한다. 전해액은 양극과 음극 사이 리튬이온을 이동할 수 있게 하는 물질로, 양극과 음극 표면을 안정화하며 배터리 수명을 향상시키는데 이바지한다.
SNE리서치에 따르면 2차전지 분리막 시장 수요는 2025년까지 연평균 성장률이 38%에 이를 전망이다. 양극재 시장 수요량은 2019년 약 46만t에서 2025년 약 275만t까지 증가할 것으로 예상된다.
차세대 음극 소재로 주목받는 실리콘 음극재 시장 수요는 2025년까지 연평균 70%, 전해질 시장 수요도 연평균 약 42% 성장할 것으로 추정된다.
롯데그룹은 계열사 롯데케미칼, 롯데알미늄을 통해 배터리 소재 시장에 뛰어들었다. 롯데케미칼은 5월 이사회를 열고 전기차 배터리 전해액 유기용매 사업에 나선다고 밝혔다.
이에 따라 롯데케미칼 대산공장 내 전기차 배터리용 전해액 유기용매인 EC(에틸렌 카보네이트)와 DMC(디메틸 카보네이트) 생산시설을 2023년까지 완공할 계획이다.
EC와 DMC는 리튬이온 배터리의 4대 구성요소 중 하나인 전해액에 투입되는 소재로, 양극과 음극간 리튬이온 이동을 가능하게 하는 리튬 염을 잘 용해해 리튬이 완활히 이동할 수 있도록 도와주는 역할을 한다.
전해액뿐만 아니라 분리막 소재 생산능력도 강화한다. 롯데케미칼은 분리막에 투입되는 소재 PE(폴리에틸렌)의 생산 규모를 현 4000t에서 2025년까지 10만t으로 늘리겠다고 밝혔다.
롯데알미늄을 통해서는 배터리용 양극 박 생산 확대에 주력하고 있다. 양극 박은 배터리 용량과 전압을 결정하는 양극활물질을 지지하는 동시에 전자의 이동통로 역할을 한다.
롯데알미늄은 지난해 1만2000t 규모의 국내 안산1공장을 완공한 데 이어 올해 말까지 헝가리 터터바녀 산업단지 내 1만8000t에 이르는 양극 박 생산공장 건설을 완료할 계획이다. 연말까지 국내외 생산능력은 총 3만t으로 늘어난다.
롯데알미늄은 전기차 산업 요충지인 헝가리에 생산기지를 건설함으로써 유럽 수요에 대응할 뿐만 아니라 한국, 미국, 중국 수요에도 대응해 나가겠다는 전략이다.
▲ LG화학 청주 양극재 공장 증설 현장. ⓒLG화학
포스코그룹은 원료부터 제품까지 생산하는 배터리 소재 밸류체인을 구축하는 방식으로 배터리 소재 수직계열화에 앞장서고 있다.
양극재·음극재를 생산하는 계열사 포스코케미칼을 통해 외연 확대에 공을 들이고 있다. 구체적으로 포스코케미칼 양극재 광양공장 증설 등에 6900억원, 유럽 양극재 생산공장 건설에 1500억원을 투입한다.
이 같은 설비투자로 양극재는 현재 생산능력 4만5000t에서 2030년까지 40만t, 음극재는 4만4000t에서 26만t까지 양산능력을 확대할 예정이다.
특히 전량 수입에 의존하고 있는 인조흑연 음극재 국산화를 위해 경북 포항시 블루밸리 국가산업단지 내에 2177억원을 투자해 연간 1만6000t 규모의 공장을 조성하고 있다. 이는 전기차 42만대 공급량에 해당하는 규모로, 완공 시점은 2023년이다.
양극재 원료인 리튬 확보를 위해서는 아르헨티나에 2023년까지 연산 2만5000t 규모의 리튬 생산체제를 갖출 계획이다. 또 니켈 광업·제련 회사 레이븐소프 지분 30%를 2700억원 인수하는 데 성공해 2024년부터 연간 3만2000t의 니켈을 공급받을 전망이다.
음극재 원료로 사용되는 흑연 수급에도 나섰다. 포스코는 올해 초 아프리카 탄자니아 흑연광산을 보유한 호주 광산업체 블랙록마이닝의 지분 15%를 82억원에 인수했다.
이 같은 원료 공급망 강화로 2030년까지 리튬 22만t, 니켈 10만t을 자체 공급하는 밸류체인을 구축한다는 방침이다.
SK그룹은 분리막을 만드는 SK아이이테크놀로지(SKIET)와 동박을 생산하는 SKC를 통해 소재부터 배터리로 이어지는 공급망 확충에 나서고 있다. SKIET는 배터리 성능 향상과 안전성에 영향을 미치는 리튬이온 배터리 분리막(LiBS)을 제조한다.
SKIET는 5월 성공적인 IPO 이후 미래 투자에 속도를 내고 있다. 한국과 중국 창저우, 폴란드 실롱스크 등에 공장을 두고 있으며 글로벌 사업장이 모두 가동하는 2025년에는 현재의 세 배인 40억㎡로 생산능력을 확대할 계획이다.
SKC는 전기차 배터리 소재인 동박의 글로벌 생산능력을 확대하고 있다. SKC는 5월 동박 제조 자회사인 SK넥실리스를 통해 연산 5만t 규모의 배터리용 동박 공장을 유럽 지역에 건설한다고 밝혔다. 향후 지속적인 투자로 2025년까지 총 생산능력을 20만~25만t 체제로 구축할 계획이다.
양극재의 경우 SK이노베이션이 5월 중국 배터리 기업 EVE에너지, 소재 전문기업 BTR과 약 3500억원을 투자해 중국 현지에 연산 5만t 규모의 공장을 짓고 있다.
LG그룹은 화학·배터리 계열사인 LG화학과 LG에너지솔루션이 적극적으로 밸류체인 강화에 나서고 있다.
LG에너지솔루션은 최근 전기차 배터리 핵심 원재료인 니켈, 코발트 등을 생산하는 호주 OPM의 유상증자에 참여하기 위해 120억원을 투자했으며 LG화학은 400억원을 투자해 배터리 핵심 부품인 동박을 제조하는 중국 지우장 더푸 테크놀로지에 지분을 투자했다.
또한 7월 LG전자의 BS(비즈니스솔루션) 사업본부 산하 화학·전자재료(CEM)사업 부문을 5250억원에 인수하기도 했다. LG화학은 이로써 기존 양극재, 음극 바인더, 전해액 첨가제, CNT 분야에 더해 분리막 등 배터리 핵심 소재 생산능력을 보유하게 됐다.
전기차 시장이 예상보다 빠르게 커지면서 전기차 핵심 부품인 2차전지와 2차전지 소재가 전기차 시장 성장과 함께 가장 주목받는 산업이 됐다.
특히 중국에 대한 의존도를 끊어내기 위해서라도 국내 기업들의 2차전지 소재 확장이 가팔라질 것으로 보인다.
SNE리서치에 따르면 지난해 국내 3사의 배터리 시장점유율은 36.2%로 1위를 차지했지만, 소재 부문의 경우 중국 업체 비중이 △양극재 57.8% △음극재 66.4% △분리막 54.6% △전해질 71.7% 등에 달했다.
이에 반해 한국의 점유율은 ▲양극재 20.2% ▲음극재 8.7% ▲분리막 11.9% ▲전해질 8.1%에 그친다.
업계 한 관계자는 “배터리 수요와 투자 확대가 소재 수요 확산으로 연결되고 있다”며 “배터리 소재가 크게 성장할 수 있는 구조적 환경이 조성되면서 기업들도 시장 지배력 강화를 위해 생산능력 확대를 위한 투자에 적극 나서는 모습”이라고 말했다.
또 다른 관계자는 “2차전지 소재 기업들의 잇따른 투자는 전기차 시장 확대를 대비하기 위해 벨류체인상 자연스러운 현상”이라며 “소재 기업들이 소재 부문 해외 의존도를 낮추기 위해 소재 국산화에 나서려는 데에서도 투자 확대 목적을 찾을 수 있다”고 설명했다.
[단독]LG화학, 도레이와 ‘이차전지 분리막’ 유럽공장 세운다
LG화학과 일본 도레이가 이차전지 핵심 소재의 하나인 분리막 합작사를 설립한다. LG화학은 지난 14일 세계 1위 종합 전지 소재 회사가 되기 위해 전지 소재에 6조원을 투자하겠다고 밝힌 바 있다. 이때 분리막 사업 핵심 파트너로 도레이를 지목한 것으로 알려졌다. 도레이는 세계 3대 습식 분리막 업체다. 양사 합작으로 분리막 시장의 판도 변화가 일지 주목된다.
15일 업계에 따르면 LG화학은 도레이와 합작, 유럽에 분리막 합작공장 설립을 추진하고 있다. 투자금과 지분, 생산 규모 등 자세한 내용은 아직 확정되지 않았지만 양사는 합작사 설립에 합의하고 세부 방안을 협의하고 있는 것으로 파악됐다.
이 사안에 밝은 복수의 업계 관계자들은 “양사가 동유럽에 습식 분리막 공장을 건설하기로 큰 틀에서 합의한 상태로 안다”고 전했다.
분리막은 양극재, 음극재, 전해액과 함께 이차전지를 구성하는 4대 핵심 소재로 꼽힌다. 배터리 내부에서 양극 활물질과 음극 활물질의 물리적 접촉을 막아 단락을 방지하는 동시에 이온이 오가는 통로 역할을 담당한다. 특히 분리막은 손상 시 배터리 화재 발생으로 이어질 가능성이 있어 안전과 직결되는 소재다.
LG화학은 배터리 소재 신사업 발굴 및 자회사인 LG에너지솔루션에 안정적으로 분리막을 공급하기 위해 도레이와의 합작사 설립을 추진하는 것으로 풀이된다. LG화학은 양극재, 음극재 부가재료를 내재화했지만 분리막은 과거 추진했다가 철수했다. 회사는 2015년 충북 청주시 오창에 있던 분리막 관련 제조 설비를 도레이에 매각했다. 시장이 크지 않았고, 자체 제조 경쟁력이 높지 않았기 때문이다.
그러나 전기차 시장이 본격 확대되면서 LG화학은 전략을 선회한 것으로 보인다. 오는 2023년 배터리 공급 부족이 예상될 정도로 전기차 수요가 폭증함에 따라 핵심 소재 확보의 필요성이 커졌고, 이를 신사업 기회로 활용하기 위해 분리막 사업에 다시 진출하려는 것으로 풀이된다.
실제 LG화학은 분리막 사업 진출을 위한 큰 그림을 그리고 있다. 회사는 오는 29일 이사회를 열고 LG전자 비즈니스솔루션(BS)사업본부 CEM(화학·소재)사업부에 있는 분리막 사업 인수를 의결할 것으로 알려졌다. 분리막 안정성을 강화할 수 있는 코팅 기술을 확보하려는 목적이다. LG화학이 도레이와 합작사를 만들면 도레이 분리막 원단에 코팅을 더한 제품을 배터리 업체에 공급하는 사업을 전개할 것으로 예상된다.
도레이는 세계 3대 습식 분리막 업체다. 분리막은 크게 건식과 습식으로 나뉜다. 건식은 주로 리튬인산철(LFP) 배터리에 사용되고 습식은 니켈 배터리에 적용된다. SK이노베이션 자회사인 SK아이이테크놀로지와 도레이, 아사히카세이가 글로벌 3강 체제를 형성하고 있다. 도레이는 전기차 배터리 시장에서 급성장하고 있는 LG에너지솔루션을 겨냥, LG화학과 손을 잡는 것으로 풀이된다. 유럽이 첫 합작사로 거론되는 것도 LG화학 자회사인 LG에너지솔루션이 유럽 전진 기지로 폴란드에 전기차 배터리 생산 공장을 두고 있기 때문이다.
익명을 요구한 분리막 업체 대표는 “전기차 시장 확대로 일본과 중국이 손을 잡는 등 분리막 업계에도 합종연횡이 본격화하고 있다”면서 “시장 변화에 따라 LG화학이 도레이와 전략적으로 손잡고 습식 분리막 사업을 추진하는 것으로도 해석된다”고 풀이했다.
LG화학과 도레이 협력이 알려진 건 이번이 처음이다.
LG화학 관계자는 도레이와 분리막 합작공장 건설에 대해 “사업 경쟁력 강화를 위한 다양한 방안을 모색하고 있지만 확정된 내용은 없다”고 밝혔다.
한편 신학철 LG화학 부회장은 지난 14일 세계 1위 종합 전지 소재 회사로 성장한다는 목표를 실현하기 위해 양극재, 분리막 등 전지 소재 부문에 6조원을 투자하기로 했다고 밝혔다. 또 양극재의 재료가 되는 메탈 수급을 위해 광산업체와 합작사 설립을 준비 중이며, 분리막 사업은 기술력과 시장성을 모두 갖춘 기업을 대상으로 인수합병(M&A) 또는 합작사 설립 등을 검토하고 있다고 밝혔는데, 그 윤곽이 드러난 셈이다. 또 도레이뿐만 아니라 앞으로 더 많은 협력 사례들이 나타날 것으로 예상된다. 신 부회장은 사업 포트폴리오 전환을 위해 M&A, 합작사 등 30여 건의 프로젝트를 검토하고 있다고 밝혔다.
김지웅기자 [email protected], 윤건일기자 [email protected]
키워드에 대한 정보 배터리 분리막 소재
다음은 Bing에서 배터리 분리막 소재 주제에 대한 검색 결과입니다. 필요한 경우 더 읽을 수 있습니다.
이 기사는 인터넷의 다양한 출처에서 편집되었습니다. 이 기사가 유용했기를 바랍니다. 이 기사가 유용하다고 생각되면 공유하십시오. 매우 감사합니다!
사람들이 주제에 대해 자주 검색하는 키워드 배터리 분리막 시장 전망과 기술 트렌드
- 반도체
- 디스플레이
- 배터리
- 이차전지
- 장비
- 재료
- 부품
- 디일렉
- THELEC
- 삼성
- LG
- 애플
배터리 #분리막 #시장 #전망과 #기술 #트렌드
YouTube에서 배터리 분리막 소재 주제의 다른 동영상 보기
주제에 대한 기사를 시청해 주셔서 감사합니다 배터리 분리막 시장 전망과 기술 트렌드 | 배터리 분리막 소재, 이 기사가 유용하다고 생각되면 공유하십시오, 매우 감사합니다.