[이슈투데이=김호겸 기자] 애경케미칼(대표 표경원)이 합성수지 분야에서 축적된 기술과 노하우를 통해 이차전지 소재 연구개발과 상용화에 집중하고 있다. 기존 이차전지 소재들의 단점을 개선하고 효율을 높일 수 있는 제품을 연달아 개발하면서 해당 시장에서 점차 두각을 드러내는 모습이다.

□ 실리콘 팽창 문제 해결, 고용량 실리콘계 음극용 바인더

이차전지에 주로 사용되는 흑연 음극재는 저렴한 가격과 안정적인 결정구조가 장점인 반면 에너지 저장 용량 한계는 단점으로 꼽힌다. 이에 업계에서는 흑연에 실리콘을 첨가해 충전 속도와 용량을 늘린 실리콘 음극재를 개발했고, 실리콘 음극재가 약 5% 포함된 이차전지 상용화에 성공했다. 글로벌 시장조사기업에 따르면 실리콘 음극재는 2025년까지 연평균 70%씩 성장, 전체 음극재 시장 수요 비중의 11%까지 늘어날 것으로 예상된다. 다만 실리콘 음극재의 경우, 실리콘 함량이 늘어날수록 충,방전 시 배터리가 팽창해 수명이 단축될 수 있다는 점은 문제로 지적된다.

이에 애경케미칼은 문제를 해결하기 위한 기술 개발에 돌입했고 '고용량 실리콘계 음극용 바인더'를 개발하는데 성공했다.

또한 성능 시험을 통해 충,방전 중 실리콘계 음극재의 부피가 변하더라도 구성 요소들 간 접착력과 초기 전극 구조가 효과적으로 유지돼 배터리의 사이클 수명이 늘어나는 것을 확인했다. 현재 국내외 특허 등록을 마무리했으며, 국내는 물론이고 베트남과 중국 등 해외 업체들과도 적용 테스트를 진행 중이다.

□ 내충격성,내진동성 높여 안정성 강화한 방열접착제

방열접착제는 충,방전 시 발생하는 배터리의 열을 방출해 과열을 방지함으로써 이차전지성능을 안정적으로 유지하는 핵심 소재로, 글로벌 시장조사기업에서는 전기차 보급 성장세에 힘입어 오는 2028년 3조원 수준까지 시장 규모가 커질 것으로 예상하고 있다.

지금까지 주로 사용한 실리콘 타입의 방열접착제는 냉각 성능은 우수한 반면, 접착력이 충분하지 않아 주행 중 발생하는 진동으로 셀과 모듈에 충격이 가해질 수 있다는 것이 문제로 제기돼 왔다.

이에 애경케미칼은 실리콘 타입 방열접착제의 단점을 보완해 내충격성과 내진동성을 강화한 변성우레탄 및 이소시아네이트 경화제를 개발했다. 애경케미칼이 개발한 제품은 열전도도와 접착력을 모두 갖춘 소재로, 기존 실리콘 타입에 비해 접착력이 높고 기계적 강도가 뛰어나다. 애경케미칼은 개발한 소재의 강점 홍보에 적극 나서는 한편, 협력사들과 함께 지속적인 신뢰성 및 스펙 개선 테스트에 돌입해 시장 점유율을 높여 나간다는 방침이다.

□ 안정성,고출력, 고부가 제품 맞춤형 하드카본 음극재

애경케미칼은 2010년 국내 최초로 하드카본계 음극재 제조기술을 자체 개발하고 양산에 돌입한 뒤 꾸준히 사업에 매진해 왔다. 하드카본 음극재는 고출력에 중점을 둔 소재로, 특히 애경케미칼 생산 제품은 구조적인 안정성까지 더해져 최근 전기차, 하이브리드 등 친환경 차에 적합한 성능을 갖췄다. 최근에는 나트륨을 양극재로 적용한 Sodium Ion Battery(SIB) 상용화 바람에 힘입어, 시장 내 새롭게 각광받고 있다.