국내 양극재 기업들이 ‘무전구체 양극재’에 주목하고 있다. 무전구체 양극재는 양극재 제조 과정에서 전구체를 생략해 중국 의존도를 낮추고 생산과정에서 탄소배출량을 감소하는 등의 이점이 있다. 국내에서는 LG화학, 에코프로비엠, 황성기업 등이 개발 중이다. 하지만 양산 및 실제 배터리에 적용되기 까지는 상당한 시간이 걸린다는 게 업계 중론이다. 15일 업계에 따르면 국내 주요 양극재 기업들은 중국산 전구체의 의존도를 낮추기 위한 방법 중 하나로 ‘무전구체(전구체 프리) 양극재’ 개발에 착수했다. LG화학은 지난해 초 무전구체 양극재 개발에 착수했으며 에코프로비엠은 LFP 양극재 관련해 무전구체 방식을 적용할 것으로 알려졌다. 양극재 스타트업 황성기업은 무전구체 공법을 적용한 단결정 NCA 개발에 성공한 바 있다. 양극재는 전구체와 리튬을 더해 만들어진다. 이때 전구체는 니켈, 코발트, 망간의 혼합물으로 중국에서 수입해 사용하고 있다. 무전구체 양극재는 전구체 공침법을 사용하지 않고 니켈, 코발트, 망간의 원료를 리튬과 직접 섞는 등 고상 합성법을 이용해 제조한다. 전구체 공정을 생략함으로써 전구체에 대한 중국 의존도를 낮출 수 있다.  공정 단순화를 통한 원가 절감과 탄소배출량 감소 효과도 있다. 전구체는 양극재 원가의 약 70%를 차지한다. 무전구체 양극재는 전구체 공정을 생략하기에 전구체 구입 및 생산 비용을 줄일 수 있다. 전구체 생산 과정에서 발생하게 되는 오폐수 또한 감소할 수 있다. SNE 리서치에 따르면 무전구체 기술을 통해 만든 양극재의 수율도 높다. 무전구체법은 전구체와 리튬 원료를 혼합 후 소성을 거쳐 약 70% 수율로 양극재를 생산할 수 있다. 그에 반해 전구체법은 전구체를 생산할 때의 수율이 약 28% 수준으로 이를 포함한 실제 양극재 생산 수율은 70% 이하로 설명된다. 국내에서는 LG화학, 에코프로비엠, 황성기업 등이 무전구체 양극재 개발에 관심을 보이고 있다. LG화학은 지난해 초부터 본격적으로 무전구체 양극재 개발에 나섰다. 연구팀을 통해 이를 개발 중이며 무전구체 관련한 특허는 2021년부터 출원했다. 에코프로비엠은 LFP 양극재에 무전구체 공법을 적용하고 오창에 파일럿 라인을 구축할 것으로 알려졌다. 하지만 기술적용은 LFP 양극재에 국한된 것은 아니다. 에코프로 관계자는 “전구체 프리 관련 기술 개발은 현재 기초 단계로 관련된 기술 내용 및 범위는 정확히 정해진 것이 없다”고 밝혔다. 양극재 스타트업 황성기업은 지난해 5월 무전구체 공법으로 단결정 NCA 양극재 개발에 성공했다. 개발한 단결정 양극재는 니켈 84%에 200mAh/g 높은 용량을 갖췄다. 회사는 이를 양산하기 위해 2024년 내 연간 1만톤 규모의 양극재 생산 공장을 구축할 계획이다. 무전구체 양극재 기술 개발은 초기인 만큼 상용화 시점은 아직은 먼 것으로 파악된다. 업계 관계자는 “무전구체 양극재가 개발되더라도 실제 배터리에 적용되어 상용화되기까지는 오랜 시간이 걸린다”며 “실제 상용화 시점을 아직 예측할 수 없다”고 말했다.

디일렉=이민조 기자 [email protected]
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