요즘 핫한 포스코퓨처엠, 광양에 배터리 양극재 퍼즐 완성

【광양(전남)=권준호 기자】지난 20일 방문한 포스코퓨처엠 광양 이차전지 소재 콤플렉스. 한 눈에 봐도 웅장한 크기를 자랑했다. 총 면적은 53만2000㎡으로 서울 상암 월드컵 주경기장의 58배에 달했다. 이미 준공된 양극재 공장과 폐배터리 리사이클링 공장은 바쁘게 돌아가며 제품을 생산하고 있었다.

콤플렉스 한편에는 올해 10월 준공 예정인 수산화리튬 생산 공장 일부도 보였다.

양극재 공장...'30초'만에 땀 흥건

핵심 생산라인인 양극재 공장 내부에 들어서자 30초도 안 돼 땀이 비 오듯 쏟아졌다. 공장 내부에 있는 소성로(소재 생산을 위한 열처리 장비)가 열을 뿜어내고 있었기 때문이다. 소성 공정에서 사용되는 열은 700도 이상이다. 최욱 포스코퓨처엠 양극재생산본부 부장은 “생산 과정에서 열이 많이 발생돼 내부가 상당히 더운 편”이라며 “그나마 2공장은 환기 시스템이 있어 조금 낫다”고 했다.

포스코퓨처엠 광양 배터리 소재 콤플렉스는 원료 공급부터 양극재 생산, 리사이클링까지 양극재 풀 밸류체인을 갖춘 ‘마더팩토리(모델공장)’다. 이곳에는 크게 하이니켈 양극재를 생산하는 포스코퓨처엠 양극재 공장, 전기차 배터리용 수산화리튬을 만드는 포스코팔바라리튬솔루션 공장, 스크랩·폐배터리에서 이차전지 원료를 추출하는 포스코HY클린메탈 공장 등이 있다. 포스코팔바라리튬솔루션은 호주 필바라 미네랄스와, 포스코HY클린메탈은 중국 화유코발트·GS에너지와의 합작법인(JV)이다.

이날 양극재 공장에서 가장 눈에 띄었던 것은 ‘단입자 양극재’였다. 단입자 양극재는 니켈·코발트·망간 등 양극재 원료를 하나의 구조로 결합한 것으로 안정성을 높이고 배터리 수명을 기존 대비 약 30% 가량 늘린 점이 특징이다. 최 부장은 “단입자 양극재는 기존 소재 대비 소성 온도가 약 100도 가량 높다”며 “분쇄 등 일부 공정이 추가돼 다입자 양극재보다 만들기 더 까다롭다”고 설명했다. 그러면서 "실시간 품질 개선을 위해 근처 품질분석실에서 에어슈팅(공기 압력을 활용한 이송 시스템)을 활용, 현장에서 채취한 제품 샘플을 초당 5m 속도로 정밀분석실로 보내고 있다"고 덧붙였다.

포스코퓨처엠은 지난 4월부터 글로벌 고객사에 단입자 양극재를 공급하고 있다. 이 소재를 포함한 포스코퓨처엠 광양 공장의 연간 생산 능력은 하이니켈 양극재 9만t, 양극재 중간소재 전구체 5000t 등이다.

공장 한쪽에는 생산된 양극재 제품들을 쌓아두는 자동화 창고도 있었다. 총 1만2000t의 제품을 적재할 수 있으며 바닥 면적은 5340㎡, 층고 높이는 아파트 6~8층 높이인 20m에 달했다. 최 부장은 “최근 양극재 제품들 인기가 상당하다”며 “창고에 들어온 제품이 나가는 데까지 3일도 채 안 걸린다”고 말했다.

"리사이클링 공장, 니켈 회수율 99.6%"

이달 초 준공된 리사이클링 공장 내부도 후끈했다. 폐배터리, 스크랩 등을 파쇄해 선별 채취한 검은색 분말인 블랙파우더에서 원료 회수를 극대화하기 위해 고온·고압의 침출(슬러리화한 블랙파우더를 황산과 반응시키는 공정) 방식을 사용하고 있기 때문이다. 공정 순서는 크게 침출, 추출, 결정화 등으로 포스코HY클린메탈은 이곳에서 연간 니켈 2500t, 코발트 800t, 탄산리튬 2500t을 추출한다.

송규영 포스코HY클린메탈 공장장은 “쉽게 말해서 ‘압력밥솥 원리’라고 생각하면 된다”며 “니켈 기준으로 회수율은 약 99.6%”라고 설명했다.

포스코퓨처엠은 광양 이차전지 소재 콤플렉스를 통해 향후 글로벌 경쟁력을 더욱 높이겠다는 계획이다. 손동기 포스코퓨처엠 양극소재실장은 “광양 공장 및 포스코그룹의 ‘풀 밸류체인 전략’을 바탕으로 2030년 양극재 연산능력을 100만t으로 끌어 올리겠다”고 다짐했다.

[e-mail] 권준호 기자