LG화학, 차세대 신소재 '탄소나노튜브' 2공장 본격 가동
LG화학, 차세대 신소재 '탄소나노튜브' 2공장 본격 가동
  • 이성은 기자
  • 승인 2021.04.14 23:05
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CNT 2공장 1200t 규모 증설 완료…1700t 생산능력 확보
LG화학 여수 탄소나노튜브(CNT) 2공장 전경. (사진=LG화학)
LG화학 여수 탄소나노튜브(CNT) 2공장 전경. (사진=LG화학)

LG화학은 국내 최대 규모의 탄소나노튜브(CNT; Carbon Nanotube) 공장을 본격 가동했다.

LG화학은 14일 여수 CNT 2공장이 1200톤(t) 증설 공사를 마치고 상업 가동에 들어갔다고 밝혔다. 이로써 LG화학은 기존 500t과 합쳐 총 1700t의 생산능력을 확보하게 됐다.

CNT는 전기와 열전도율이 구리, 다이아몬드와 같고 강도는 철강의 100배에 달하는 차세대 신소재다. CNT는 이 같은 특성으로 배터리, 반도체, 자동차 부품, 면상발열체 등 활용 범위가 넓다.

이번에 완공된 LG화학 CNT 2공장은 자체 개발한 유동층 반응기를 적용해 단일 라인 기준으로는 세계 최대 규모로 건설됐다. 이 공장은 전 공정 자동화를 통한 안정적인 품질 관리와 공정 혁신으로 기존 대비 전력 사용량을 30% 절감한 것이 특징이다.

이 공장에서 생산되는 CNT는 LG에너지솔루션 등 배터리 업체에 양극 도전재(導電材, Conductive Additive) 용도로 공급될 예정이며 다양한 산업 분야로 공급을 확대한다.

양극 도전재는 전기·전자의 흐름을 돕는 소재로 리튬이온배터리 전반의 첨가제로 쓰인다. 특히 니켈 코발트 망간 등의 활물질로 구성된 양극재 내에서 리튬이온의 전도도(Conductivity)를 높여 충·방전 효율을 증가시키는 역할을 한다.

CNT를 양극 도전재로 사용하면 기존의 카본블랙 대비 약 10% 이상 높은 전도도를 구현해 도전재 사용량을 약 30% 줄일 수 있다. 또 도전재를 줄이는 만큼 양극재를 더 채울 수 있어 배터리의 용량과 수명도 크게 늘릴 수 있다.

LG화학은 CNT 시장의 지속적인 성장에 따라 연내 3공장 추가 증설 착수 등 향후 생산능력을 지속적으로 확대한다.

관련업계에서는 글로벌 CNT 수요가 지난해 5000t 규모에서 오는 2024년 2만t 규모로 연평균 약 40% 이상의 폭발적인 성장세를 기록할 것으로 전망하고 있다. 전기차 배터리 시장 성장과 함께 CNT를 적용할 수 있는 새로운 영역도 지속 확대되고 있기 때문이다.

LG화학은 반도체 공정 트레이, 자동차 정전도장 외장재 등의 전도성 컴파운드와 면상발열체, 반도전 고압케이블, 건축용 고강도 콘크리트 등 신규 적용 분야로도 CNT 판매를 적극 늘릴 계획이다.

예를 들어 반도체 공정 트레이 소재에 CNT를 적용하면 우수한 열 전도성을 기반으로 고온을 견디고 분진, 전자파, 정전기 등을 차단할 수 있다.

LG화학의 CNT 사업은 원재료인 에틸렌에서부터 독자 기술로 개발한 촉매와 유동층 반응기 등 생산기술·공정, 제품으로 이어지는 수직계열화를 통해 효율을 극대화해 제품을 생산한다.

특히 핵심 기술인 촉매의 경우 독자기술 기반의 코발트(Co)계 촉매를 사용해 배터리 품질에 영향을 줄 수 있는 이물 함량을 낮춰 우수한 품질을 구현한다. 통상 업계에서 주로 쓰이는 철(Fe) 촉매는 코발트 대비 금속 및 자성이물 함량이 상대적으로 높아 제품화를 위한 별도의 후처리 공정이 필요하다.

LG화학은 지난 2011년 CNT 독자기술 개발을 위한 R&D에 본격 착수한 이래 현재까지 총 280여건의 관련 특허를 보유하고 있다.

노국래 LG화학 석유화학사업본부장은 “CNT는 배터리 소재 외에도 다양한 용도로 시장 확대 잠재력이 큰 사업”이라며 “생산능력 확대와 우수한 품질 경쟁력을 바탕으로 글로벌 시장을 선도하는 업체로 거듭날 것”이라고 밝혔다.

selee@shinailbo.co.kr