롯데에너지머티리얼즈 - 국내 이차전지 배터리용 동박 제조 기반 마련부터 전략적 차세대 배터리 소재개발까지…첨단소재 산업을 선도하는 롯데에너지머티리얼즈
롯데에너지머티리얼즈 - 국내 이차전지 배터리용 동박 제조 기반 마련부터 전략적 차세대 배터리 소재개발까지…첨단소재 산업을 선도하는 롯데에너지머티리얼즈
  • 박소연 기자
  • 승인 2024.05.03 09:40
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대한민국 전·후방산업을 아우르는 중심, 이차전지 및 에너지 산업의 미래
롯데에너지머티리얼즈 의왕연구소 [사진=롯데에너지머티리얼즈]
롯데에너지머티리얼즈 의왕연구소 [사진=롯데에너지머티리얼즈]

글로벌 전기차 시장의 급성장은 전기차용 배터리에 대한 수요 폭증으로 이어졌다. 전기자동차는 물론 ESS(에너지저장장치), IT기기 등의 영역으로 활용 범위를 넓혀가던 이차전지는 전동화(Electrification), 탄소중립(Decarbonization), 무선화(Cordless)으로 대표되는 산업의 패러다임 전환과 맞물려 수요가 급증하는 추세다. ·방전을 반복하여 재사용할 수 있는 전지(Battery)인 이차전지는 양극과 음극의 전압 차이를 통해 전기를 생성하고 저장하는 장치이다. 에너지 전문 시장조사업체 SNE리서치에 따르면 2030년 전기차 수요는 5700만 대, 전기차용 배터리 수요는 3700GWh(기가와트시)에 달할 것이라 전망했다. 이차전지에 대한 폭발적 수요는 이차전지를 구성하는 핵심소재인 전지박(이차전지용 동박) 등 관련 산업의 기술력 우위 확보를 향한 경쟁으로 이어진다. 업계에서는 202350만톤(t) 수준이던 전지박 수요가 2030년 약 220t까지 늘어날 것이라 내다보고 있다. 이처럼 이차전지 소재시장의 성장이 예고되는 가운데 지난해 3월 롯데그룹의 새로운 가족이 된 롯데에너지머티리얼즈가 업계의 선두주자로 자리매김하기 위한 도전을 이어가고 있다. 2028년까지 연 24t까지 전지박 캐파를 확대하고, 6마이크로미터() 이하의 두께와 고강도, 고연신을 충족하는 하이엔드 전지박 기술력을 바탕으로 하이엔드 동박 수요에 대응한다는 전략이다. 더불어 글로벌 선진 배터리사로부터 우수성을 인정받아온 다양한 동박 제품과 기술력을 바탕으로 차세대 배터리 소재 개발에 집중하며 미래 가치를 높여간다. 롯데에너지머티리얼즈가 엄격해지는 국제사회와 글로벌 시장의 니즈를 충족하는 친환경 경영을 펼치며 Green Materials Company로 나아가고 있다.

 

하이엔드 동박이자 고강도·고연신 Hybrid 물성을 지닌 ‘I2S’ 제품 [사진=롯데에너지머티리얼즈]

업계 유일의 초극박·고강도·고연신 충족하는 하이브리드 동박 등 독보적 기술력으로 이차전지 시장의 머티리얼 리딩 컴퍼니로 우뚝

전기차용 리튬이온전지의 핵심소재인 동박은 배터리 소재로 사용되는 전지박과 회로기판을 만드는 회로박으로 나뉜다. 회로박 시장은 중국 업체들이 높은 점유율을 차지하고 있으며, 우리 기업들은 프리미엄 시장으로 분류되는 전지박에 집중하고 있다. 리튬이온전지의 음극 집전체 소재인 전지용 동박(Elecfoil)은 배터리 음극재에서 발생하는 전자가 이동하는 경로로 활용된다. 내부에서 발생하는 열을 외부로 방출시킬뿐 아니라 전극의 형상의 유지하는 지지체 역할을 수행한다.

전지용 동박은 장치산업인 동시에 상당한 기술력이 요구되는 기술집약적 산업이라 칭해진다. 구리를 머리카락 두께의 15분의 1 수준으로 얇게 펴야 하기에 고도의 공정 기술과 설비 경쟁력이 필요한 까닭이다. 두께가 얇을수록 배터리 효율이 높아지고, 차량의 무게를 줄일 수 있다. 롯데에너지머티리얼즈는 전기차의 주행거리 향상과 충방전 안전성, 에너지밀도를 높이기 위하여 요구되는 고강도·고인성 특성을 만족시키는 하이엔드 전지박을 개발·양산해왔다. 특히 업계에서는 유일하게 초극박·고강도·고연신을 동시에 만족하는 하이브리드 동박 제품의 물성과 특허를 바탕으로 이차전지 시장의 머티리얼 리딩 컴퍼니로 성장했다.

롯데에너지머티리얼즈의 초고강도 ElecfoilISS-T7ISS-T6는 상온 및 고온의 공정 후에도 초고강도 물성을 유지하기에 고용량을 위한 음극활물질 로딩양과 향후 차세대 전지에도 변형되지 않는 특성을 자랑한다. 고강도 ElecfoilISS와 중강도 ElecfoilI2S는 고강도 고내열 특성을 가진 동박으로, 전지공정에서 공정성이 우수하고 충방전 후에 변형을 방지하여 고용량에 적용 가능하다. 범용 ElecfoilI2B는 현재 리튬이온전지 소재에 가장 범용적으로 사용되는 소재이다. 양면(Shiny&Matte Side)이 비슷한 저조도의 특성을 띠며, 롯데에너지머티리얼즈는 고속 양산기술 및 광폭장척화 기술을 확보하고 있다. 중강도 고연신 ElecfoilI2S-HI2S와 함께 상온·고온에서 동일한 인장강도와 고연신율을 자랑한다. 에너지 밀도를 높인 전지 제조 시 공정성을 개선할 수 있다. I2H는 상온에서 I2B와 동일한 인장강도를 갖는 동시에 고연신율을 띤다. 전지의 충방전 시 동박 파단 현상을 억제할 수 있다는 장점을 갖는다. 극박인 ISS/I2S5이하 두께의 초극박 전지용 동박이다. 전지의 고용량화, 고출력화에 기여하기 위해 고강도 특성을 가진 I2SISS가 적용되었다. 롯데에너지머티리얼즈는 2015년 세계 최초로 4~5I2S 개발에 성공했으며, 2018I2S 5로 고객사의 승인을 받은 후 양산에 돌입했다. 현재는 하이엔드 초극박 고품질 제품 생산에 집중하고 있다.

PCB를 구성하는 얇은 Copper Foil인 회로박은 TV, 컴퓨터, 스마트폰을 비롯한 전자제품 전반에 사용되는 핵심소재이다. Copper Wire를 용해시킨 CuSO4 전해액으로부터 Copper를 석출시킨 후 첨단 프로세스를 거쳐 고객의 니즈에 맞게 가공한다. 국내 유일의 회로박 공급 업체인 롯데에너지머티리얼즈는 무엇보다 첨단 전자기기의 소형화 및 다기능화에 주목했다. 국내에서 유일하게 고기능 특수 회로박의 조기 개발 및 상용화에 성공하며 PCB Application별 라인업을 구축한 것은 물론 해당 분야 시장 점유율에서 세계 최정상의 위상을 자랑한다.

일반적인 Multilayer Rigid PCB 기판용 소재로 사용하기 좋은 회로용 동박인 ICS는 다양한 기판에 대한 안정적인 접착강도와 다양한 선폭 구현이 가능한 안정적인 회로 에칭성이 특징이다. 낮은 표면 조도에 비해 PI와 높은 접착력을 띄며, 내굽힘성이 좋은 FPC용 동박인 IHT·ICR·IRT는 안정적인 내굽힘성을 확보할 수 있다. Reverse Treatment 제품으로 최대 10Ghz까지의 고주파 특성을 지닌 동박인 HRT·MRT·SRT는 유전 소재와의 높은 접착강도를 지닌다. 이밖에도 롯데에너지머티리얼즈는 HVLP, PKG-VLP, PKG-UTC 등 폭넓은 포트폴리오를 갖추고 Application Total PCB 제품을 공급하고 있다.

업계 최고 수준의 기술력을 바탕으로 시장을 선도해온 롯데에너지머티리얼즈는 새로운 미래 먹거리 창출을 위한 차세대 배터리 소재 개발하는 데에도 박차를 가하고 있다. 특히 황화물계 고체전해질, 실리콘 복합 음극활물질, 고양산성 리튬인산철(LFP) 양극활물질 개발을 통해 배터리 소재 기업으로서 지속가능한 성장 기반을 다진다는 전략이다. 지난해 10월 한국자동차연구원과 고에너지밀도 LFP 배터리용 양극활물질 연구개발 계약을 체결한 롯데에너지머티리얼즈는 높은 에너지밀도와 가격 경쟁력까지 갖춘 고성능 LFP 양극활물질 개발을 목표로 협력하고 있다. 올해 상반기 1000톤 규모 준양산 파일럿 라인을 구축하고, 하반기에는 샘플 개발과 제품 생산에 임한다는 계획이다.

Application 분야는 FCCL(Flexible Copper Clad Laminate)Cu Tape(Copper Adhesive Tape, 방열테이프)로 나뉜다. 부품 배치를 위해 유연성이 요구되는 스마트폰 기판에는 플렉시블 인쇄회로기판(Flexible Printed circuits board, FPCB)을 사용해야 한다. FCCL은 플렉시블 동박적층판으로 동박과 절연필름을 적층시킨 FPCB의 구성 재료로, 소재와 성능에 따라 스마트폰 내 발열과 각종 신호간섭, 속도 등에 관여하는 필수재료이다. 롯데에너지머티리얼즈는 고성능의 FCCL을 글로벌 스마트폰 제조사에 납품하며 기술력을 인정받고 있다.

Cu Tape는 소형화, 경량화가 필요한 스마트폰, 테블릿, 자동차, TV 등의 중소형기기에서 필수적인 재료이다. 열 발생이 많은 고성능 CPU, 메인보드 등과 같은 부품에서 열원으로부터 효과적으로 열을 이동 및 분산시키고, 전자파 간섭을 차단·완화시킴으로써 전자기기의 오작동을 줄이는 역할을 담당한다. 롯데에너지머티리얼즈는 우수한 열전달성과 뛰어난 점착성능을 자랑하는 Cu Tape를 통해 다양한 전자기기의 효율성을 높이고 있다.

 

롯데에너지머티리얼즈 익산 1공장 [사진=롯데에너지머티리얼즈]
롯데에너지머티리얼즈 익산 1공장 [사진=롯데에너지머티리얼즈]

차세대 전고체 배터리 핵심소재 개발 및 글로벌 공급망 강화하며 지속가능한 성장 기반 다져나가

이차전지 소재 시장이 급변하는 가운데 롯데에너지머티리얼즈는 압도적인 기술력과 전방위적인 혁신 활동으로 수익성과 기업가치를 높여가고 있다. 지난 1월 롯데에너지머티리얼즈가 발표한 2023년도 잠정 실적에서 연결기준 매출액은 전년 대비 11% 증가한 8,090억 원, 영업이익은 120억 원을 기록하며 역대 최대 매출을 경신했다. 대내외 경제여건이 악화되는 등 어려운 경영환경이 이어지는 가운데 국내 동박업체 중 매출 증가 및 영업이익 흑자를 달성한 것은 롯데에너지머티리얼즈가 유일하다.

더불어 기업 경영혁신활동을 통해 지속가능 기업으로 발돋움하기 위한 전략적 투자 활동에 무게를 싣는다. 지난해 123차례 유상증자를 단행하며 유럽시장 전초기지로 삼은 스페인에 스마트팩토리를 구축하기 위한 실탄 확보를 끝마쳤다. 또한, 전기차 최대 시장으로 평가받는 미국에 법인을 설립하고, 생산 공장이 들어설 후보지역을 최종 검토 중이다.

롯데에너지머티리얼즈는 차세대 전지로 손꼽히는 전고체 이차전지 소재 등 소재 사업 다변화를 추진하고 있다. 미래 신성장 동력 확보에 초점을 맞추고 차세대 전고체 배터리 핵심소재인 황화물계 고체전해질생산 설비 구축에 나선 것이 대표적이다. 차세대 배터리를 구성하는 핵심 요소 중 하나이자 리튬이온을 운반하는 전해질을 액체에서 고체화하는 전고체 배터리는 황화물계, 산화물계, 폴리머계로 나뉘며, 이 중 황화물계 고체전해질이 가장 우수한 물성을 띈다. 2018년부터 고체전해질 연구를 시작한 롯데에너지머티리얼즈는 익산2공장 부지 1,619150억 원을 투자해 6월 말까지 연산 최대 70톤 규모의 파일럿 설비 구축에 박차를 가하고 있다. 연말까지 시험 가동 및 안정화 단계를 거쳐 본격 가동에 돌입한다는 방침이다. 동시에 국내외 전고체전지 관련 기업에 샘플을 공급하고, 2025년 내 공급 계약을 따낸 뒤 2026년 양산을 목표로 연산 1200톤 규모의 생산설비를 확장 구축해간다.

글로벌 공급망 강화를 위한 해외 공장 증설에도 무게를 싣는다. 롯데에너지머티리얼즈는 2028년까지 생산능력을 연산 9t으로 끌어올리는 것을 목표로 말레이시아 동박 공장 증설에 나서고 있다. 말레이시아 법인은 글로벌 No.1 수준의 원가경쟁력을 바탕으로 롯데에너지머티리얼즈 동박사업의 중추적인 역할을 하고 있다. 앞서 2019년 말레이시아 쿠칭에 공장을 설립한 이후 2022년까지 3·4공장을 가동하여 생산능력을 4t까지 늘렸다. 롯데에너지머티리얼즈는 총 6t(국내 2말레이시아 4t)의 생산능력을 오는 2028년까지 24t 수준으로 끌어올린다는 계획이다. 이중 38%9t은 말레이시아에 집중되며, 유럽 및 기타지역에 신설될 생산공장에서 나머지 생산물량을 담당한다. 이와 관련해 스페인에 연산 3t 규모 하이엔트 동박 생산 공장 건설을 확정했으며, 미국 인플레이션감축법(IRA)에의 대응을 위한 북미 투자도 검토 중이다. 해외 공장 증설 및 고체전해질 등 신소재 연구개발에 집중하며 지속가능한 기업으로의 성장 기반을 다져나갈 전망이다.

롯데에너지머티리얼즈는 설립 이후 끊임없는 R&D를 통해 쌓아온 최고 품질의 일렉포일(Elecfoil)을 양산하는 노하우로 시장의 신뢰를 다져왔다. 여기에 글로벌 현지 거점 투자와 더불어 차세대 배터리 소재개발에 역량을 집결하며 새로운 경쟁력 창출에 나선 롯데에너지머티리얼즈가 글로벌 이차전지 시장의 머티리얼 리딩 컴퍼니로 우뚝 설 내일이 기다려진다.


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