(광양=뉴스1) 금준혁 기자 = 10일 방문한 포스코퓨처엠(003670) 광양 전구체 공장. 안전모, 보안경, 방진 마스크를 쓰고 그 위에 다시 헤어캡과 덧신을 쓰고나서야 공장 안에 들어갈 수 있었다. 전구체는 10억개 중 15개 이하 수준으로 이물질을 관리하기 때문이다.
이날 포스코퓨처엠은 광양 양극재 공장 부지 내 2만 2400㎡ 규모 전구체 공장을 준공했다. 연간 생산 규모는 4만 5000톤, 한해에 전기차 50만대분의 배터리를 만들 수 있는 양이다. 지난달 시험생산을 시작했고 7월까지 가동률을 끌어올릴 예정이다.
전구체란 배터리 제조에 사용되는 양극재가 되기 전 단계의 물질을 의미한다. 전구체는 니켈(Ni), 코발트(Co), 망간(Mn) 등으로 구성되며, 리튬(Li)과 결합해 양극재가 된다.
배터리 성능 핵심은 반응 공정…6단계 걸쳐 전구체 제작
전구체는 크게 △용해 △반응 △탈수 △건조 △분체 △포장의 여섯 단계 공정을 거친다. 공장 안에는 10개의 라인, 20개의 반응기가 있다.
이 중에서도 반응기는 전구체의 품질을 결정하는 핵심 공정으로 배터리의 성능 역시 전구체 품질에 따라 좌우된다.
얼핏 보기에 반응기는 마치 큰 은색의 냄비 밥솥처럼 생겼다. 용해된 원료를 받아야하기 때문에 곳곳에 파이프가 연결돼 있다. 바로 옆에 있는 용해 설비는 가마솥처럼 좀 더 납작하게 생겼다.
이후 이물질을 걸러내는 탈수와 건조를 진행, 파우더 형태로 만들고 포장해 양극재 공장에 넘긴다.
한동수 광양양극소재실장은 "포스코가 전구체와 유사한 화학설비 공장을 돌려본 경험이 없었다"면서도 "6개 공정 간의 흐름을 매끄럽게 이어지게 하는 부분이 노하우인데 경험이 쌓일수록 경쟁력이 올라갈 것"이라고 말했다.
이렇게 만들어진 전구체는 전량 LG에너지솔루션과 제너럴모터스(GM)의 북미 합작법인 얼티엄셀즈에 공급하는 양극재 제조에 쓰인다.
전구체와 리튬 열처리 공정 통해 '비중국' 양극재 완성
전구체 공장을 둘러본 후 바로 앞에 있는 양극재 공장으로 이동했다. 양극재 공장은 7층 구조로 만들어졌다.
7층에서 원료를 투입하고, 중간층에서 전구체와 리튬을 섞는 과정을 거쳐 1층의 소성로로 내려온다. 소성이란 열처리를 통해 조합된 원료를 하나의 물질로 만드는 과정이다.
1층 소성로에는 여러 대의 은색 컨베이어 벨트가 눈에 띄었다. 원료 5㎏를 롤러 위 도가니(도자기 그릇)에 담고, 롤러를 따라 움직인다. 원료를 충전해 소성하고 1차, 2차 소성을 거친다. 1차 소성의 온도는 800도에 달하고 2차도 600도 수준이다. 완성된 검은색의 양극재는 겉이 살짝 울퉁불퉁한 두부 같았다.
한편 포스코그룹은 전구체의 핵심인 니켈, 양극재를 제조하는 리튬 등의 주요 원료가 중국을 거치지 않는 탈(脫)중국 공급망을 구축했다. 경쟁사 대비 공급망 경쟁력에서 우위를 점할 수 있을 것으로 기대된다.
중국 전구체를 사용하면 올해부터 미국 시장에 판매하는 배터리에는 외국우려기업(FEOC) 규정이 적용돼 미국 인플레이션 감축법(IRA) 세액공제를 받을 수 없다.
이소영 에너지소재기획 그룹장은 "중국의 (소재를) 사용할 수 있는 부분이 많겠지만 공급망이 한쪽으로 치우칠 때 나오는 리스크가 있기 때문에 고객사의 요구와 협력이 있었다"며 "전구체 공장의 경쟁력은 탈중국"이라고 설명했다.
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