LG화학이 충남 대산에 탄소나노튜브(CNT) 4공장을 착공했다고 31일 밝혔다. LG화학은 여수에 증설한 CNT 3공장(연산 1200톤 규모)이 최근 가동에 들어가면서 총 2900톤의 생산 능력을 확보한 상태다. 연산 3100톤 규모의 4공장이 완공되면 현재의 두 배 이상인 연산 6100톤의 규모를 갖추게 된다.
CNT는 전기와 열전도율이 구리 및 다이아몬드와 동일하고 강도는 철강의 100배에 달하는 차세대 소재다. 전기차 배터리, 반도체 공정용 트레이, 자동차 정전도장 외장재 등 활용 범위가 넓은 소재다.
LG화학이 CNT 생산 능력을 지속 확대하고 있는 이유는 전지 소재 중심으로 급성장 중인 글로벌 CNT 시장에서 확고한 경쟁 우위를 선점하기 위해서다. LG화학은 2017년에 500톤 규모의 CNT 1공장을 처음 가동했으며, 2020년대 이후 매년 CNT 공장 증설을 진행하고 있다.
LG화학은 “자사 CNT 공장은 자체 개발한 유동층 반응기로 생산 라인당 연간 최대 600톤까지 양산 가능한 것이 특징으로, 이는 단일 라인 기준 세계 최대 규모”라고 설명했다. 유동층 반응기는 CNT 파우더를 반응기 내부에서 회전시켜 CNT 생산성을 획기적으로 증가시키는 기술을 말한다.
LG화학은 또한 “독자 기술 기반의 코발트계 촉매를 사용해 배터리 품질에 영향을 줄 수 있는 자성이물 함량을 낮춰 세계 최고 수준의 품질을 구현했다”고 밝혔다. 통상 쓰이는 철 촉매는 코발트 대비 금속 및 자성이물 함량이 상대적으로 높아 제품화를 위한 별도의 후처리 공정이 필요하다.
LG화학의 CNT는 LG에너지솔루션을 포함한 배터리업체에 양극 도전재 용도로 공급될 예정이다. 양극 도전재는 전기 및 전자의 흐름을 돕는 소재로, 리튬이온 배터리 전반의 첨가제로 쓰인다. 니켈, 코발트, 망간 등의 활물질로 구성된 양극재 내에서 리튬이온의 전도도를 높여 충‧방전 효율을 증가시키는 역할을 한다는 게 LG화학 측의 설명이다.
LG화학에 따르면 CNT를 양극 도전재로 사용하면 기존의 카본블랙 대비 약 10% 이상 높은 전도도를 구현해 도전재 사용량을 약 30% 줄일 수 있다. 그만큼 양극재로 더 채워 배터리의 용량과 수명을 늘릴 수 있다는 것이다.
LG화학은 CNT 시장의 지속적인 성장세와 향후 시장 상황 등을 고려해 추가적인 증설도 적극 검토한다. 배터리업계에 따르면 글로벌 CNT 수요는 지난해 1만4000톤 규모에서 2030년 9만5000톤 규모로 확대돼 연평균 약 30% 수준의 성장세가 예상된다.
