▲한화토탈 대산공장에 위치한 HDPE공장 전경. (사진=한화토탈 제공)화학업계가 전기차 배터리 핵심 소재 생산을 통해 코로나로 침체된 석유화학 시황 극복에 나서고 있다.

9일 업계에 따르면 한화토탈이 최근 충남 대산공장에 배터리 분리막 소재로 사용되는 초고분자량 폴리에틸렌 설비 증설을 완료하고 본격적인 상업 생산을 시작했다.

약 400억원이 투자된 이번 증설로 한화토탈은 초고분자량 폴리에틸렌 연간 생산능력을 최대 14만톤까지 확보했다.

초고분자량 폴리에틸렌(Very High Molecular Weight Poly-Ethylene)은 기존 폴리에틸렌 제품 대비 분자량을 높여 기계적 강성을 향상시킨 제품으로 2차전지 분리막 소재로 각광받고 있는 고부가 합성수지 제품이다.

2차전지 분리막 소재는 전지 내부의 양극과 음극의 물질을 분리시키는 동시에 전기를 발생시키는 리튬이온은 일정하게 통과하게 만드는 것이 기술의 핵심으로 이에 따라 전지의 성능과 수명 또한 좌우된다.

또한 내구성과 내열성, 내화학성 등 까다로운 품질요건도 충족해야 하는 기술장벽이 높은 제품으로 독자적인 촉매와 공정 기술로만 생산이 가능해 국내외 소수 기업들만이 시장을 선점해 왔다.

특히 한화토탈은 자체 개발해 온 촉매기술과 생산공정을 적용해 순수 독자 기술로 지난해 초고분자량 폴리에틸렌 상업생산에 성공했으며, 전기차 배터리 고용량화에 따른 분리막 박막화가 가속되고 있는 추세에서 기존 제품 대비 강성을 높여 박막화에 용이한 소재 개발로 주목 받고 있다.

전세계 2차전지 분리막 소재용 폴리에틸렌 시장은 현재 중국과 일본 한국을 중심으로 약 7만톤 규모로 형성됐다.

향후 전기차, ESS(에너지저장시스템)를 비롯해 태양광 등 신재생에너지 산업의 지속적인 확대에 따른 수요 증가로 매년 30% 이상의 고성장세를 이어 갈 것으로 예상된다.

한화토탈 관계자는 “초고분자 폴리에틸렌 생산설비 증설은 중국, 북미를 중심으로 석유화학 기업들의 증설 경쟁과 2차전지 소재와 같은 새로운 성장시장에 선제적으로 대응하기 위한 차원”이라며 “고부가 합성수지 제품의 비중을 확대하는 한편 공장 운영효율성도 지속적으로 개선해 경쟁력을 확보해 나갈 것”이라고 밝혔다.

▲롯데알미늄 2차전지 양극박 생산라인 증설 준공식 기념촬영. (사진 왼쪽부터 최문규 롯데알미늄 소재사업본부 알미늄박 부문장 상무, 오성원 롯데알미늄 노조위원장, 조현철 롯데알미늄 대표이사, 김교현 롯데그룹 화학BU장, 김민우 롯데그룹 화학BU 상무, 한충희 롯데알미늄 소재사업본부장 상무, 사진=롯데알미늄 제공)롯데케미칼 자회사인 롯데알미늄은 2차전지용 양극박 생산 확대에 나선다.

롯데알미늄은 지난 9월 경기도 안산 단원구 반월산업단지에 소재한 롯데알미늄 안산1공장에서 2차전지용 양극박 생산라인 증설 준공식을 열었다고 밝혔다.

양극박은 2차전지의 필수소재로서 2차전지의 용량과 전압을 결정하는 양극 활물질을 지지하는 동시에 전자의 이동 통로역할을 하는 소재이다. 또 높은 열전도성으로 전지 내부의 열 방출을 돕는 역할을 한다.

총 사업비 280억 원이 투입된 이번 증설을 통해 롯데알미늄의 2차전지용 양극박 생산능력은 1만2000톤으로 대폭 증가한다.

롯데알미늄은 유럽 등 선진국 중심의 온실가스 배출규제 강화로 인해 전기차 배터리 수요가 대폭 증가할 것으로 예상됨에 따라 해외투자도 진행하고 있다.

올해 4월부터 헝가리 터터바녀(Tatabánya) 산업단지 내 6만㎡ 부지에 1100억원을 투자해 연간 생산규모 1만8000톤에 이르는 전기차용 2차전지 양극박 생산공장을 건설 중이다. 2021년말 완공 시 롯데알미늄은 연간 3만 톤 규모의 양극박 생산능력을 갖추게 된다.

김교현 화학BU장은 “최근 수요가 급증하고 있는 전기차용 2차전지 양극박 시장을 선점할 수 있도록 국내외 생산라인을 지속 확대할 방침”이라며 “반세기 동안 축적된 알루미늄박 생산경험과 기술 노하우를 바탕으로 글로벌 최고의 양극박 소재 전문기업으로 도약해 나가겠다”고 말했다.

▲SK넥실리스 정읍공장 전경. (사진=SKC 제공)SKC 자회사인 SK넥실리스는 글로벌 최고 동박 제조사로 도약하고 있다.

넥실리스가 생산하는 동박은 얇을수록 배터리 고용량화, 경량화에 유리하고, 넓고 길수록 고객사 생산성 향상으로 이어진다. 다만 얇은 동박을 광폭으로 길게 생산하는 데에는 고도의 기술력이 필요하다. 얇을수록 쉽게 찢기고 주름이 생기기 때문이다.

넥실리스는 최근까지 세계 최고의 기술력을 선보여왔다. 2013년 6㎛ 두께의 동박을 세계 최초 양산했고, 2017년 5㎛ 동박을 세계 최초로 양산했다. 지난해에는 세계 최초로 4㎛ 동박을 30km 길이로 양산하는 데 성공했다.

올해 7월에도 ‘고용량 리튬이차전지용 동박’으로 2019 IR(Industrial Research)52 장영실상 중 최우수상인 대통령상을 수상하며 기술력을 인정받았다.

국내 최고 권위의 기술상인 IR52 장영실상은 1년 52주 동안 매주 1개 제품을 대상으로 시상하고, 이중 가장 뛰어난 제품에 대통령상을 시상한다.

회사는 이러한 기술력에 걸맞은 생산능력을 갖추기 위해 증설에도 박차를 가하고 있다. 올해 초 정읍공장에 4공장을 완공하고 연 3만4000톤의 생산능력을 갖춘 데 이어, 5~6공장을 착공했다. 2022년 초 6공장까지 완공하면 생산능력은 연 5만2000톤 가량으로 늘어날 전망이다.

해외 진출도 준비하고 있다. 올해 안으로 진출 지역을 확정하고, 해외 첫 생산시설 구축에 나설 방침이다. 이를 통해 2025년까지 현재 생산능력의 3~4배 수준으로 확대하는 것이 목표다.

김영태 SK넥실리스 대표는 “세계 최고 기술력에 대한 자신감을 기반으로 꾸준히 생산능력을 확대해 글로벌 No.1 동박제조사의 위상을 확고히 해갈 것”이라고 말했다.