전 세계 산업 성장을 이끌 것으로 평가되는 이차전지는 2025년 1400GWh 규모로 성장할 것으로 전망된다. 이에 따라 국제에너지기구(IEA)는 이차전지 활용에 대부분의 점유율 차지하는 전기차 시장도 같은 해 전 세계 판매량 최대 약 2000만 대에 도달한다는 예측을 내놨다. 이렇게 잠재력이 확보된 이차전지는 안전성, 효율성, 사용성 등과 관련된 숙제를 동반하고 있다. 폭발부터 주행거리까지 이슈를 극복해야 하는데, 이는 이차전지 제조 영역에서의 혁신을 요구한다. 업계는 공정 설비의 자동화와 고도화를 실현해 배터리 수율 및 안전성을 높이겠다는 품질관리 전략을 내세운다. 주로 각형·원통형·파우치형 등으로 구성되는 배터리는 전극·조립·화성 등으로 제조 공정이 세분화되며, 여기에는 양극재·음극재·전해질·분리막 등 소재가 활용된다. 배터리 품질관리 솔루션 업계는 이런 공정 및 소재를 활용한 배터리 제조 공정의 혁신에 지속 다가가는 중이다. 내달 8일 ‘2024 배터리 품질관리 세미나’가 서울 삼성동 소재 전시장 코엑스(Coex)에서 열린다. 해당 세미나는 코그넥스코리아·이스라비젼코리아·뉴로클·LMI테크놀로지스 등 배터리 품질관리 영역에서 활약하는 업체 관계자가 연사
전 세계 산업 성장을 이끌 것으로 평가되는 이차전지는 2025년 1400GWh 규모로 성장할 것으로 전망된다. 이에 따라 국제에너지기구(IEA)는 이차전지 활용에 대부분의 점유율 차지하는 전기차 시장도 같은 해 전 세계 판매량 최대 약 2000만 대에 도달한다는 예측을 내놨다. 이렇게 잠재력이 확보된 이차전지는 안전성, 효율성, 사용성 등과 관련된 숙제를 동반하고 있다. 폭발부터 주행거리까지 이슈를 극복해야 하는데, 이는 이차전지 제조 영역에서의 혁신을 요구한다. 업계는 공정 설비의 자동화와 고도화를 실현해 배터리 수율 및 안전성을 높이겠다는 품질관리 전략을 내세운다. 주로 각형·원통형·파우치형 등으로 구성되는 배터리는 전극·조립·화성 등으로 제조 공정이 세분화되며, 여기에는 양극재·음극재·전해질·분리막 등 소재가 활용된다. 배터리 품질관리 솔루션 업계는 이런 공정 및 소재를 활용한 배터리 제조 공정의 혁신에 지속 다가가는 중이다. 내달 8일 ‘2024 배터리 품질관리 세미나’가 서울 삼성동 소재 전시장 코엑스(Coex)에서 열린다. 해당 세미나는 코그넥스코리아·이스라비젼코리아·뉴로클·LMI테크놀로지스 등 배터리 품질관리 영역에서 활약하는 업체 관계자가 연사
양극재, 동박, 분리막 등 배터리 소재·부품 기업의 올해 2분기 실적 희비가 엇갈렸다. 리튬 등 메탈 가격 하락으로 양극재 업체들의 실적 질주에 제동이 걸렸고, 수요 위축과 공급 과잉에 동박 업체들은 부진을 벗어나지 못했다. 분리막 업체들은 2분기 영업이익이 흑자로 돌아서는 등 실적 개선 흐름을 타고 있다. 이처럼 소재별 실적이 엇갈렸지만, 배터리 소재 업종 전반의 중장기 성장성은 탄탄하다는 게 업계의 일반적 평가다. LG화학과 포스코퓨처엠, 에코프로비엠 등 양극재 기업의 2분기 실적은 다소 저조했다. 13일 업계에 따르면 LG화학 첨단소재 부문 영업이익은 작년 동기보다 45.0% 감소한 1846억 원으로 집계됐다. 포스코퓨처엠의 영업이익은 521억 원으로 작년 동기 대비 5.6% 감소했다. 에코프로비엠의 영업이익은 11.5% 증가한 1147억원을 기록했지만, 시장 전망치를 5%가량 밑돌았다. 또 엘엔애프의 영업이익은 30억원으로 무려 95%나 급감했다. 양극재는 전기차의 주행거리와 출력 등 성능을 결정하는 배터리 핵심 소재다. 양극재 가격에는 리튬, 코발트, 니켈 등 메탈 가격이 반영되는데, 메탈 가격이 하락하면서 실적의 발목을 잡은 것으로 풀이된다. 메탈
고분해능과 0.01N의 저측정력으로 변형되기 쉬운 소재나 고정도 부품 측정하는데 적합 전극의 양극과 음극을 절연하는 분리막의 두께 관리는 리튬이온 배터리(이차전지) 제조 공정에서 폭발 또는 화재 위험을 방지하기 위해 절대적으로 중요하다. 리튬이온 배터리 분리막 필름 두께 측정 시의 요구 정밀도가 3~5µm 정도에서 1µm 이하로 높아져, 요구 정밀도를 충족하는 수준까지 평면 측정자와 베이스면과의 평행도를 조정하는 것이 어려운 경우가 있다. 카바이드볼 스핀들을 장착한 초저측정력 고정도・고분해능 측정기를 이용하면, 필름과 같은 부드러운 소재의 두께도 변형을 신경 쓰지 않고 변형을 최소화하여 고정밀도로 측정할 수 있다. 또한, 평행도 오차로 인한 측정값의 흔들림이 제거되어 측정의 반복 정밀도도 향상된다. Mitutoyo 고정도・고분해능 측정기 “라이트매틱” (좌: VL-50-B / 우: VL-50S-B) 측정범위: 0~50mm 분해능: 0.01/0.1/1.0μm 측정정도: (0.5+L/100)μm, L=임의 측정 길이(mm) 반복정도: σ＝0.05μm 미쓰도요(Mitutoyo)의 고정도・고분해능 측정기 ‘라이트매틱’은 0.01μｍ의 고분해능과 0.01N의 저측정력
SNE리서치, 리튬이온배터리와 전고체 배터리의 전기차용 배터리 시장 점유율 전망 차세대 배터리인 전고체 배터리에 대한 시장의 기대가 높은 가운데, 2030년에 이르러도 여전히 리튬이온배터리가 대부분의 점유율을 차지할 것이란 전망이 나왔다. 전문가들은 전고체 배터리가 양산화에 성공하더라도 당분간 장 침투율은 매우 낮을 것으로 전망했다. SNE리서치가 발행한 리포트에 따르면 리튬이온배터리 공급량은 2023년 687GWh에서 2030년 2943GWh로 4.3배 증가해 배터리 시장의 95% 이상을 차지할 것으로 전망된다. 리튬이온배터리의 수요는 곧 분리막 수요와 직결되기 때문에 향후 배터리 시장에서 분리막의 입지 역시 굳건할 것으로 보인다. 전고체 배터리의 침투율은 약 4%로 전망된다. 전고체 배터리는 폭발/발화 특성이 현저히 낮아 안전성이 우수하고 높은 에너지 밀도 구현이 가능한 전지다. 배터리 기업들은 전고체 배터리에 대한 연구를 계속하고 있으며, 정부도 전고체 배터리 개발을 위한 연구개발(R&D), 세제 지원, 금융 지원 등 대규모 지원을 계획하고 있다. 그러나 전고체 배터리는 실제로 2030년이 되어서야 전기차 실증이 이뤄질 예정이다. 정부 계획대로
‘기술 융합 결정체’·‘기술 집약체’·‘자동차 대혁신’·‘친환경 트렌드 견인차’... 전기자동차는 더 이상 먼 미래의 꿈이 아니다. 전 세계 산업 트렌드의 핵심이자, 미래 먹거리로 확실시된다. 올해 초 세계 산업 트렌드를 엿볼 수 있는 ‘CES 2023’이 미국에서 개최됐다. CES 2023은 메타버스(Metaverse)·모빌리티(Automobility) 등 앞으로 산업을 주도할 6대 트렌드를 뽑았다. 특히 모빌리티 부문 주요 키워드는 전기자동차로 선정됐다. 전기자동차는 전 세계 친환경 트렌드와 맞물려 산업 안에서 차지하는 존재감이 점차 확대되고 있다. 지난달 1일 서울 삼성동 소재 코엑스에서 개최한 넥스트라이즈 2023에서 소개된 ‘기술 융합 결정체’ 전기차 관련 기술에 대해 살펴본다. ‘꿈의 전지’ 전고체 배터리, 꿈이 아닌 현실로 향하다. 배터리는 휴대성·편의성·소형화 가능 등 특성으로 대부분 전자 및 산업 기기에 탑재되는 장치다. 전기자동차는 기존 내연기관 기반 자동차에 기계 기술이 적용된 ‘엔진’에서, 화학 기술 집약체인 ‘배터리’로의 동력원 변화가 가장 큰 특징이다. 현재 전기차에 주로 리튬 이온(Li-ion) 배터리가 탑재된다. 해당 배터리는 고
오는 9월 고양 KINTEX 제1전시관 서 개최 이차전지 소재·부품 및 장비전(K-배터리 쇼 2023)이 오는 9월 13일부터 사흘간 고양 KINTEX 제1전시관에서 개최된다. K-배터리 쇼는 양극·음극소재, 분리막, 전해질 등 이차전지 소재와 더불어, 중대형 이차전지, 배터리 충전 인프라, 재활용 시스템, 전고체 배터리 등을 소개하는 이차전지 관련 전시회다. ’Battery Life, Better Future‘를 주제로 개최하는 이번 전시회는 올해로 2회를 맞이했다. 이번 전시회는 전동화로 전환되는 시장 생태계 속에서 이차전지 산업과 다양한 응용 분야의 융합과 이차전지 산업의 미래를 엿보는 기회의 장이 될 것으로 평가된다. 올해 K-배터리 쇼에는 배터리 핵심 소재·충전용 배터리·캐퍼시터·배터리 제조장비·배터리 자동화설비·검사 및 측정장비 등이 소개될 예정이다. 또 전기차 충전 인프라 관련 제품 및 솔루션도 함께 선보여 현재 이차전지 산업을 총망라한 기술을 경험할 것으로 보인다. 한편, K-배터리 쇼 2023은 수소산업 전시회와 동시 개최한다. 또 한국EV기술인협회가 주최하는 ’사용 후 배터리를 활용한 아이디어 경진대회‘도 함께 구성될 예정이다. 헬로티 최재
SNE리서치 전망…4대 소재 생산량은 중국 의존도 압도적 양극재·음극재·전해액·분리막 등 리튬이온배터리 4대 소재 시장이 2030년 200조원 가까운 규모로 성장할 것이란 전망이 나왔다. 2일 에너지 전문 시장조사기관 SNE리서치에 따르면 지난해 리튬이온배터리 4대 소재 시장 규모는 549억달러(70조원)로 추정된다. SNE리서치는 전기차 시장의 폭발적 성장에 힘입어 4대 소재 시장이 2025년 934억달러(121조원), 2030년 1476억달러(192조원) 규모로 성장할 것으로 전망했다. 양극재·음극재·전해액·분리막 등 4대 소재는 전체 배터리 시장의 70%를 차지하며, 특히 양극재는 4대 소재 시장의 60% 이상을 차지한다. 양극재 비용에 리튬, 코발트, 니켈 등 원자재 가격이 반영되기 때문이다. 양극재는 전기차의 주행거리와 출력 등 성능을 결정하는 배터리 핵심 소재다. 지난해 삼원계 NCM(니켈·코발트·망간) 양극재 시장에서는 한국의 에코프로비엠이 출하량 1위를 차지했다. 이어 유미코어(벨기에), XTC(중국), LG화학(한국), 롱바이(중국) 등 순이었다. LFP(리튬·인산·철) 시장에서는 중국 업체가 1∼5위를 모두 차지했다. 음극재는 양극에서 나온
불순물을 제거하는 탈기막 모듈 형태를 만들어내는 등 핵심 기술 개발 추진 SK에코플랜트가 반도체 공정에 필수적인 '초순수'(UPW·Ultra Pure Water) 핵심기술 국산화에 나서며 물 산업 포트폴리오를 확장한다. SK에코플랜트는 분리막 제조 전문기업 세프라텍과 초순수 핵심 기술 연구개발·투자 협약식을 체결했다고 7일 밝혔다. 이번 협약을 바탕으로, SK에코플랜트는 환경부가 추진하는 초순수 생산공정 국산화 기술개발 사업 중 탈기막 개발 과제에 참여한다. 초순수는 순도 100%에 가깝게 불순물을 극히 낮은 값으로 제거한 고도로 정제된 물이다. 반도체, 태양광 패널, 2차 전지, 액정표시장치(LCD) 등 나노미터 단위의 초미세 가공·세척에 주로 사용된다. 초순수는 용도에 따라 15~20여개 공정을 거쳐 생산되는데, 이 공정에서 고난도 핵심기술로 분류되는 세 가지 중 하나가 탈기막 기술이다. 탈기막은 분리막으로 물속에 녹아있는 산소 농도를 10억 분의 1 이하로 제거하는 핵심 장치다. 세프라텍은 2006년 설립된 분리막 제조 전문기업으로, 분리막 기술을 이용한 공정과 시스템 설계에 필요한 서비스를 제공한다. SK에코플랜트는 그간 쌓아온 수처리 운영 노하우를
전북대 도안티루루엔 박사…환경공학 분야 학술지에 게재 전기자동차나 모바일 기기 등에 활용되는 리튬-이온 배터리를 대체할 리튬-황 배터리의 용량 저하와 내부 쇼트를 해결할 분리막이 개발됐다. 16일 전북대학교에 따르면 도안티루루엔 바이오나노융합공학과 박사의 이 연구내용을 담은 논문이 환경분야 세계적 학술지 '어플라이드 카탈리시스 비: 인바이러멘탈(Applied Catalysis B: Environmental' 온라인판 최신호에 게재됐다. 도안티루루엔 박사는 리튬-황 배터리가 갖는 분리막 문제를 해결하기 위해 분리막 소재 표면에 폴리스티렌 마이크로 구체와 그래핀, 촉매를 각각 코팅해 3차원 형상의 새 분리막을 개발했다. 그는 새 분리막이 효과적으로 다황화물 확산을 제한하고 쇼트를 억제해 리튬-황 전지의 용량, 수명, 안정성을 향상하는 결과를 도출했다고 설명했다. 도안티루루엔 박사는 "좀 더 안정된 고용량의 리튬-황 배터리의 분리막을 개발하는데 정진하겠다"고 밝혔다. 헬로티 김진희 기자 |
LG화학은 신학철 부회장이 재닛 옐런(Janet Yellen) 미국 재무부 장관과 전지 소재 공급망 강화를 위한 협력 방안을 논의했다고 19일 밝혔다. 옐런 장관은 방한 첫 일정으로 서울 강서구 LG화학 마곡 R&D 캠퍼스를 찾았다. 현재 인도·태평양 지역을 순방하고 있는 옐런 장관은 한국 기업 가운데 유일하게 LG화학을 방문했다. LG사이언스파크 마곡 R&D캠퍼스에는 LG화학의 차세대 양극재와 분리막 등 미래 전지 소재 연구 시설이 모여 있다. 신학철 LG화학 부회장은 옐런 장관과 함께 LG화학의 전지 소재 기술과 지속 가능 전략이 담긴 전시장을 둘러보고, 소재 공급망 구축에 대한 협력 방안을 논의했다. 옐런 장관은 이 자리에서 “LG화학이 배터리 소재 분야에서 어떻게 혁신을 이루고 있는지 직접 확인할 소중한 기회”였다며 “여러분과 같은 한미 양국 기업들이 노력해준 덕분에 양국이 굳건한 경제 동맹으로 성장했다”며 민간 분야에서 꾸준한 협력을 요청했다. LG화학은 전기차 시장 성장과 함께 수요가 급격히 증가하는 전지 소재 분야를 적극적으로 육성하고 있다. 이를 위해 양극재부터 분리막, CNT(탄소 나노 튜브), 방열 접착제, 음극 바인더, BA
업무협약 체결…분리막 활용 기술 등 공동 개발 SK에코플랜트가 전력 소비를 획기적으로 줄이는 수처리 솔루션 개발에 나섰다. SK에코플랜트는 7일 서울 종로구 수송사옥에서 ㈜퓨어엔비텍과 에너지 절감 수처리 기술 공동개발 협약을 체결했다고 이날 밝혔다. 퓨어엔비텍은 하·폐수 처리에 필요한 분리막(멤브레인·Membrane) 전문 환경기업이다. 25년 이상 축적된 기술과 경험을 바탕으로 세계적 수준의 하·폐수 처리용 분리막 제품·공정·신기술을 보유하고 있다고 SK에코플랜트는 소개했다. 이번 협약에 따라 SK에코플랜트와 퓨어엔비텍은 분리막을 활용한 수처리 기술인 MABR(Membrane Aerated Biofilm Reactor)의 특허와 신기술을 확보하는 데 힘을 모으기로 했다. MABR은 분리막 표면에 생물막(Biofilm)을 붙여 미생물을 성장시키고, 분리막 내부에는 공기를 주입해 미생물이 하·폐수를 정화할 때 필요한 산소를 직접 전달하는 기술이다. 이 기술을 활용하면 분리막을 통해 산소를 미생물에게 직접 공급해주기 때문에 산소 전달률이 3배 이상 높고, 송풍기 가동에 들어가는 전력 소비를 그만큼 줄일 수 있다. 두 회사는 이번 협력으로 MABR 국산화와 환경
전기차 시대가 본격적으로 개막되면서 국내 중소·중견기업들이 주도하던 배터리 소재 시장에 대기업들까지 일제히 가세해 경쟁이 한층 가열되고 있다. 특히 전기차 배터리 기업들은 소재 수직 계열화를 통해 수급 안정성을 높이고 있고, 석유화학 업계는 소재 사업을 새로운 성장 동력으로 삼아 경쟁 대열에 합류하고 있다. 12일 업계에 따르면 LG에너지솔루션의 모회사 LG화학은 오는 2030년까지 배터리(전지) 소재 사업부문 매출을 현재의 12배 이상인 21조 원 규모로 성장시켜 '세계 1위 종합 전지 소재 회사'로 탈바꿈한다는 목표를 최근 제시했다. LG화학은 올해부터 매년 4조 원 이상을 친환경 소재, 배터리 소재, 글로벌 신약 등 3대 신사업에 투자하는 데 특히 배터리 소재에 집중 투자할 계획이다. 배터리 4대 핵심 소재는 양극재, 음극재, 분리막, 전해질이다. LG화학은 지난달 경북 구미의 양극재 공장 착공에 들어갔다. 2026년까지 한국, 중국, 유럽, 미국을 연결하는 4각 생산 체제를 구축해 양극재 생산 능력을 26만t(톤)으로 확대할 계획이다. LG화학은 분리막 사업에도 본격적으로 진출했다. 지난해 말 분리막 원단 기술을 보유한 일본 도레이와 헝가리에 합작 법
헬로티 김진희 기자 | 지난해 미국, 유럽연합 등 글로벌 시장에서 국내 배터리 기업들의 활약이 돋보였던 것으로 나타났다. 미국에서 신규 배터리 생산설비 대부분에 우리 기업들이 참여했고, 전기차 보급률이 높은 유럽에서는 판매 점유율 1위를 유지했다. 12일 산업통상자원부에 따르면 지난해 말 미국 에너지부(DOE) 발표 내용을 보면 2025년까지 미국 내 건설 예정인 13개 대규모 배터리 생산설비 중 11개가 LG에너지솔루션, SK온, 삼성SDI 등 국내 3사 관련 설비로 확인됐다고 밝혔다. 현재 미국 내 가동중인 국내기업의 배터리 설비는 미국 전체 생산 설비의 10.3%에 불과하나, DOE가 발표한 계획이 차질없이 추진될 경우 2025년까지 70% 수준으로 비중이 확대될 것으로 한국전지산업협회는 전망했다. EU 지역은 2017년부터 진행된 우리 기업들의 선제적인 투자로 이미 국내 배터리 3사가 시장의 대부분을 점유하고 있다. EU 내 배터리 생산설비 중 우리 기업들이 차지하는 비중은 64.2%이며(한국전지산업협회), 지난해 국내 배터리 3사의 EU시장 판매 점유율은 71.4%였다. 이 같은 EU에서의 경쟁력을 유지하기 위해 국내 기업들은 현재 생산설비 규모를
헬로티 이동재 기자 | 염료가 용량·수명 줄이고 화재 발생위험 높이는 부반응 억제 .. Nano Letters 게재 청바지 염료로 더 오래가고 안전한 대용량 배터리를 만드는 기술이 개발됐다. UNIST 에너지화학공학과 이현욱 교수팀이 프러시안 블루 염료를 배터리 분리막에 코팅해 배터리 수명과 안전성을 확보하는 기술을 개발했다. 프러시안 블루 염료는 청바지를 만들 때 쓰는 염료다. 개발된 기술은 분리막에 코팅된 염료가 양극에서 녹아 나온 전이금속 이온을 포집해 이 이온이 음극 쪽으로 흘러들어 가는 것을 막는 기술이다. 전이금속 이온이 분리막을 그대로 통과하게 되면 배터리 전해액이 고갈되고, 음극 표면에 원치 않는 물질이 끼는 것과 같은 부반응이 일어나 배터리 용량이 줄고 화재 위험이 커진다. 대용량 배터리 소재인 하이니켈 양극소재는 니켈을 비롯한 전이금속이 양극 밖으로 녹아나오는 용출 현상이 잘 일어난다. 용출된 이온이 음극으로 넘어가게 되면 다양한 배터리 부반응의 기폭제가 된다. 금속 이온이 음극에 달라붙어 전기 저항이 큰 얇은 막을 만들고, 전해액을 고갈시키는 부반응이 대표적이다. 전해액이 고갈되면 배터리 용량이 줄어드는 문제가 있다. 또 음극 표면에 생긴
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UPDATE: 2024년 11월 25일 20시 36분
