
SSLM, 아라미드 활용해 내열성 강화 … AKC, 글로벌 증설 확대
LiB(리튬이온전지) 분리막(LiBS)은 고도화 경쟁이 치열해지고 있다.
SK아이이테크놀로지(SKIET)가 2030년 글로벌 분리막 생산능력 38억평방미터로 시장 1위를 차지할 것으로 예상되는 가운데 스미토모케미칼(Sumitomo Chemical), 아사히카세이(AKC: Asahi Kasei) 등 일본기업들이 고기능제품 개발을 본격화하고 있어 대응이 요구된다.
특히, 국내에서 100% 자회사 SSLM을 운영하고 있는 스미토모케미칼은 아라미드 코팅 분리막으로 채용을 확대하고 있다.
전기자동차(EV)용 LiB 분리막은 일반적으로 세라믹 코팅 타입이 사용되나 아라미드 코팅은 코팅층이 훨씬 얇으면서 세라믹 코팅과 동등하거나 혹은 세라믹 코팅을 능가하는 내열성을 발휘할 수 있고 리튬 덴드라이트(수지상결정) 발생을 억제하는 기능도 갖춘 것으로 평가된다.
아라미드의 강력한 내열성이 전기자동차 화재 원인으로 지적되는 LiB 열폭주 리스크를 낮출 수 있고 세라믹보다 가벼워 배터리 경량화에 유리하다는 점이 주목받으며 최근 전기자동차 채용이 본격화되고 있다. 정보통신기기, 파워공구 등 일반 산업용 배터리 분야에서도 채용이 증가하고 있다.
아라미드 코팅 분리막은 스마트폰용으로도 채용이 가능할 것으로 기대된다.
스마트폰용 LiB는 현재 10마이크로미터 이하 코팅 분리막을 사용하며 보통 기재 두께가 4-5마이크로미터이기 때문에 1-2마이크로미터 코팅이 가능한 스미토모케미칼의 기술을 응용한다면 총 두께를 5-6마이크로미터로 유지할 수 있을 것으로 판단되고 있다.
스미토모케미칼은 아라미드 코팅 분리막 뿐만 아니라 양극재 사업을 영위하며 하이엔드 LiB용 솔루션을 확대하고 있다.
특히, 분리막은 새로운 아라미드 코팅기술 도입을 통해 코팅 속도를 20% 이상 개선했으며 2023회계연도(2023년 4월-2024년 3월) SSLM 대구공장 도입을 완료할 예정이다.
SSLM은 스미토모케미칼이 2011년 삼성전자와 합작 설립한 분리막 생산기업이나 현재는 스미토모케미칼이 100% 지분을 보유하고 있다.
일본 분리막 생산기업은 해외 진출에 보수적인 것으로 평가되나 스미토모케미칼은 SSLM을 통해 이미 대구공장을 가동해 접근성이 우수한 만큼 국내 배터리 3사에 대한 공세를 강화할 것으로 예상된다.
LG에너지솔루션은 도레이(Toray)와 더블유씨피(WCP)에서, 삼성SDI는 주로 더블유씨피에서, SK온은 같은 SK이노베이션 계열 SK아이이테크놀로지에서 분리막을 공급받고 있다.
양극재는 자회사 Tanaka Chemical이 생산하는 전구체를 사용해 스미토모케미칼이 소성을 담당하는 새로운 제조공정 개발을 추진해 현재 에히메(Ehime) 공장에서 실증시험을 진행하고 있고 신규 소성기술이 확립된다면 생산성이 약 2배 개선될 것으로 기대하고 있다.
고용량 LiB에 이용되는 3원계 양극재는 리튬인산철(LFP)에 비해 불안정하며 배터리 제어가 어려운 한계가 있으나 스미토모케미칼은 하이니켈 양극재의 사용편리성 향상을 목표로 안정화 기술 개선에 주력하고 있다.
일본에서는 아사히카세이가 분리막 메이저 지위를 장악하고 있다.
아사히카세이는 약 400억엔(약 3506억원)을 투입해 습식 LiB 분리막 Hipore 코팅능력을 기존의 2.4배로 확대하고 2026년 상반기부터 신규 설비를 차례로 가동할 예정이다. 증설이 완료되면 전기자동차 약 170만대에 코팅 분리막을 공급 가능한 체제를 갖출 것으로 예상하고 있다.
아사히카세이는 Hipore 브랜드로 폴리올레핀(Polyolefin) 미다공막과 기재막 위에 세라믹 등을 코팅한 분리막을 공급하고 있다.
다만, 기재막 생산능력이 13억5000만평망미터에 달하는 반면 코팅능력은 5억평방미터에 불과해 증설이 요구됐으며 현재 사업장을 둔 일본 휴가(Hyuga)와 경기도 평택시, 미국 노스캐롤라이나 샬럿(Charlotte) 등 3곳에서 코팅능력을 12억평방미터로 확대할 계획이다.
기존에 코팅능력을 갖추지 못했던 휴가·샬롯공장은 신규 라인을 도입하며, 반대로 기재막 생산능력을 갖추지 못한 아사히카세이이머티리얼즈코리아 평택공장은 코팅능력을 확대하되 기재막은 일본 생산제품을 수입해 사용할 예정인 것으로 알려졌다.
아사히카세이는 LiB 분리막 시장의 성장을 기대하고 북미 등을 후보로 신규 사업장을 건설하는 프로젝트도 검토하고 있다. (윤우성 기자)