세기원, 중국이 독점한 LFP 배터리 제조기술 개발 추진

한국세라믹기술원(원장 정연길)은 산업통상자원부의 ‘LFP 전지 개발 사업’에 참여함에 따라 중국이 독점하고 있는 LFP 배터리(리튬인산철 기반 이차전지) 제조 기술 개발을 추진한다고 4월 27일 밝혔다.
LFP 전지 개발 사업은 에코프로비엠을 중심으로 기업·연구기관·대학교 등이 연구에 참여하는 LFP 지원사업 중 최대규모로 230억 원의 예산이 투입된다.
LFP 배터리는 국내외에서 널리 쓰이는 삼원계 양극 기반 배터리에 비교해 에너지밀도는 낮지만 안정성과 수명특성이 더 우수하다. 삼원계 양극 기반 배터리는 리튬을 기반하여 3가지 활물질을 양극재 소재로 사용하는 배터리를 말하며, NCM(니켈-코발트-망간), NCA(니켈-코발트-알루미늄)이 해당된다.
LFP 배터리는 채굴이 어려운 니켈, 코발트 등 희귀금속이 아닌 철을 원료로 사용하기 때문에 NCM 대비 저렴하고 구하기 쉬워 생산단가를 낮출 수 있으며, 채굴과정 및 합성공정이 단순하여 친환경적이다. 그러나 LFP 배터리는 이러한 장점에도 불구하고 원천 특허 문제로 인하여 중국 내 시장에서 제한적으로 사용되어왔다. 최근 핵심 특허가 만료되기 시작하면서 글로벌 이차전지 시장에서의 수요가 급증하고 있다. 특히, 미국의 IRA(인플레이션감축법) 발효에 따라 중국 기업들이 독점하고 있던 LFP 배터리 시장의 진출 기회가 열리면서 이를 위한 기술 개발이 시급한 상황이다.
한국세라믹기술원 연구팀은 ‘LFP 전지 개발 사업’에서 전극 및 셀 제조 기술을 담당하는 3세부 과제에 참여하며, 세부 주관인 씨아이에스와 기존의 습식공정의 공정 한계를 극복할 수 있는 차세대 건식 전극 공정 기술을 개발할 계획이다.
기존 습식공정은 전지용 전극 코팅 과정 중 유독성 유기계 용매가 사용되는데, 이를 건조하는 과정에서 전체 전극 제조 공정 중 절반에 가까운 에너지가 소모되는 단점이 있다.
반면, 건식공정은 습식공정 대비 두꺼운 전극(후막)을 구현할 수 있어 에너지밀도를 크게 개선할 수 있으며, 용매를 사용하지 않아 보다 더 친환경적이다. 기술이 개발되면 출퇴근용으로 이용되는 전기자동차 배터리의 가격과 안정성을 획기적으로 개선할 수 있어, 전기자동차 보급을 한층 앞당겨질 전망이다.
한국세라믹기술원 에너지저장소재센터 최정현 박사는 “한국세라믹기술원이 보유하고 있는 친환경 건식 공정 기술은 전기차용 배터리의 주행거리와 가격을 개선할 수 있는 차세대 공정 기술”이라며 “LFP 배터리뿐만 아니라 국내 기업의 핵심 기술인 삼원계 전지의 성능 향상을 위한 노력을 지속적으로 기울일 계획”이라고 밝혔다.