NEO-ACN, 실리콘 음극재 시장 발판될까

전기차 배터리 시장에 '탄소나노튜브(CNT)' 바람이 불고 있다. 차세대 배터리의 핵심으로 지목되는 실리콘 음극재 기술을 보완하고, 성능 개선에 효과적인 소재로 각광을 받고 있다. 하지만 기술적 장벽이 높아 진입이 쉽지 않다. 국내 대기업 중에서도 LG화학 이외 공격적인 투자를 보인 곳을 찾기 힘들 정도다. 네오배터리머티리얼즈(NEO Battery Materials)와 어플라이드카본나노(Applied Carbon Nano Technology)가 손을 잡았다는 데 업계가 주목하는 배경이다.

네오배터리(NEO)는 캐나다에 본사를 둔 배터리 소재 개발·제조업체다. 독자적인 나노 코팅 기술 개발로 실리콘 양극 재료를 생산하는 데 중점을 두고 있다. 올해 완공을 목표로 경기 평택 소재에 생산 공장을 짓고, 본격적인 상용화를 준비 중이다. 국내 기업인 어플라이드카본나노(ACN)는 CNT 전문회사다. 탄소나노복합재를 양산할 수 있는 기술을 개발해 국내외 특허를 출원했고, 세계 최초로 금속계 탄소나노복합재의 상용화 판매를 시작했다.

결국 양사의 협업은 자사가 보유한 독자기술을 이용해 CNT 코팅 기술을 발전시키고, 급성장 중인 실리콘 음극재 시장에 공동 대응해나간다는 데 의미가 있다. NEO는 16일 양사의 협업 계약 사실을 밝히며 "CNT 전도성 첨가제 시장을 포함해 전기차 산업에서 상호 비즈니스 기회를 확대하기 위해 협력할 것"이라고 부연했다. 특히 NEO는 이번 계약으로 계류 중인 특허 출원이 마무리되길 기대했다.

CNT는 업계에서 '꿈의 소재'로 불린다. 전기와 열 전도율이 구리·다이아몬드와 동일하면서도 강도는 강철의 100배에 달한다. 활용 범위를 전기차 배터리로 확대하면 음극활물질 소재로 쓰인다. 음극재를 구성하는 흑연, 실리콘의 대체제로서 최적이라는 게 업계의 공통된 평가다.
그간 시장에선 흑연 함량을 줄이고 실리콘 함량을 늘린 음극재 제조에 주력해왔다. 이른바 실리콘 음극재다. 기존(흑연) 음극재보다 에너지 밀도가 높다. 이로써 전기차의 주행거리와 충전속도를 향상시킬 수 있다는 점에서 차세대 배터리 소재로 불렸다. 문제는 리튬이온과 반응 중에 생기는 부피 팽창이다. 안정성은 물론 배터리 수명에도 치명적인 약점이 된다.

때문에 실리콘 함량을 늘려가는 게 쉬운 과제가 아니다. 여기서 해결사로 등장한 소재가 바로 CNT다. NEO는 "CNT는 실리콘 양극의 용적 팽창 문제에 대한 효과적인 댐퍼로서 작용할 수 있다"면서 "2028년까지 연간 10.8%의 복합 성장률로 시장 규모가 성장할 것"이라고 예상했다. 전기차 보급과 실리콘 음극재 수요가 확대될수록 CNT 시장 성장 가능성도 함께 커질 수밖에 없다.


소미연 글로벌이코노믹 기자 pink2542@g-enews.com