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배터리 분리막 시장 전망과 기술 트렌드
00:27 에너에버배터리솔루션
01:22 초기 글로벌 분리막 시장
08:19 배터리 코팅 분리막과 고내열성
10:32 이차전지 원단 필름 및 코팅 분리막
12:24 분리막 코팅 공정에 대해서
18:48 분리막 품질의 주요 포인트
21:06 에너에버배터리솔루션의 향후 개발 로드맵과 향후 성장 동인
#배터리 #분리막 #에너에버배터리솔루션
전기차 안전을 책임지는 차세대 배터리 분리막 기술
: 11월 23일 (화) 웨비나
사전등록 페이지
http://www.thelec.kr/eventConfig/html/event_inc.html?eventcode=event28
[행사개요]* 행사 : 전기차 안전을 책임지는 차세대 배터리 분리막 기술
* 주최 : 전자부품 전문미디어 디일렉(www.thelec.kr)
* 일시 : 2021년 11월 23일(화) 15:00
* 참가비 : 2만9900원(부가세 포함)
[유의사항]* 본 행사는 디일렉 웨비나 사이트에서 온라인 생중계로 진행됩니다.
* 방송은 크롬에 최적화되어 있으며, 시청을 위해서 Chrome(크롬) 설치가 필요합니다.
* 방송 화면이 끊기면 새로고침 혹은 재접속 바랍니다.
* 중복 접속은 허용되지 않습니다.
※ 디일렉 멤버십
멤버십 안내 (https://youtu.be/q-xyLN8ycGU)
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배터리 안전을 책임지는 ‘분리막’ – 삼성SDI
분리막은 간단히 설명하면 절연 소재의 얇은 막으로, 역할은 크게 4가지 정도로 요약할 수 있습니다. 우선, 이름에서 알 수 있듯이 분리막은 배터리 내부 …
Source: www.samsungsdi.co.kr
Date Published: 7/4/2021
View: 1184
전기차 안전을 책임지는 배터리 분리막 기술
분리막은 배터리의 양극과 음극을 분리해 전극 간 전기적 접촉을 막아 이를 방지하는 역할을 합니다. 또한 분리막의 두께를 줄이면 줄어든 부피만큼 양극 …
Source: www.chemi-in.com
Date Published: 5/27/2022
View: 379
분리막 – 해시넷 위키
분리막은 필름표면에 미세한 기공을 가지고 있는 얇은 막으로, 리튬이온 배터리의 양극과 음극이 접촉하지 않고 기공을 통해 이동하도록 하는 역할을 수행 …
Source: wiki.hash.kr
Date Published: 8/11/2022
View: 7841
[4회] 리튬이온전지 분리막 기술 및 시장동향 1. 개요
개요. □ 리튬이온전지 분리막(Separator)는 전기화학반응에는 참여하지 않. 으나 양극과 음극의 직접적 접촉을 물리적 차단하면서 리튬이온의.
Source: www.cheric.org
Date Published: 8/22/2022
View: 1654
배터리의 안전 지킴이, 분리막 | BATTERY INSIDE
오늘은 배터리의 안전을 책임지고 있는 리튬이온배터리 분리막(LiBS, Lithium-ion Battery Separator)에 대해 자세히 알아보겠습니다. 분리막이란? 리튬 …
Source: inside.lgensol.com
Date Published: 4/19/2022
View: 8132
리튬이온 배터리 분리막 시장
리튬이온 배터리 분리막은 첨단소재 분야에 속하는 기술로 높은 전력 밀도와 … 양극과 음극은 배터리의 또 다른 중요한 구성 요소인 분리막에 의해 분리되며,.
Source: www.innopolis.or.kr
Date Published: 6/21/2022
View: 3609
리튬이온 배터리 기초 5. 분리막이란?
분리막은 전기가 통하지 않는 절연 소재의 얇은 막입니다. 양극과 음극의 직접적인 접촉을 차단하면서, 0.01~1㎛(마이크로미터) …
Source: greatluckim.tistory.com
Date Published: 5/27/2021
View: 8843
[영상] 배터리 분리막 시장 전망과 기술 트렌드 – 디일렉
진행 한주엽 디일렉 대표출연 신상기 에너에버배터리솔루션 대표-오늘 배터리 분리막(LiBS)을 다루는 에너에버배터리솔루션의 신상기 대표님 모 …
Source: www.thelec.kr
Date Published: 6/4/2021
View: 7333
81조원 끌어 모은 ‘분리막’ 너란 녀석 – 비즈니스워치
이 회사의 주 사업은 분리막(Lithium-ion Battery Separator, LiBS)이란 걸 만드는 거래요. 전기차, 휴대폰, 노트북 등에 들어가는 2차전지(충전형 배터리) …
Source: news.bizwatch.co.kr
Date Published: 7/26/2021
View: 2418
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- Author: 디일렉 THEELEC
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- Date Published: 2021. 10. 21.
- Video Url link: https://www.youtube.com/watch?v=GhdNnrsHXLQ
배터리 안전을 책임지는 ‘분리막’
양극과 음극이 배터리의 성능을 대표하는 소재라면, 분리막은 배터리의 안전성과 관련된 핵심 소재라고 할 수 있습니다. 오늘은 분리막의 특성과 역할이 무엇인지 알아보고, 분리막 관련 기술에 대해 설명해 드리겠습니다.
양극과 음극의 만남을 거부한다!! ‘분리막’
분리막은 간단히 설명하면 절연 소재의 얇은 막으로, 역할은 크게 4가지 정도로 요약할 수 있습니다. 우선, 이름에서 알 수 있듯이 분리막은 배터리 내부에서 양극과 음극이 접촉하지 않도록 분리하고 있습니다.
두번째로는 분리막에는 우리 눈에는 보이지 않지만 매우 미세한 기공(pore)을 가지고 있어 그 구멍을 통해 리튬이온이 양극과 음극 사이를 이동할 수 있도록 하는 역할을 하고 있습니다.
세번째로는 배터리 내부 온도가 일정 수준 이상 올라가게 되면, 분리막 표면에 위치한 기공들이 막혀 리튬이온의 이동을 차단해 내부적으로 쇼트 발생을 방지합니다.
마지막으로 분리막은 높은 기계적 강도를 지니고 있어 강한 힘을 받을 때 배터리 내부에서 발생하는 부산물이나 이물질들을 막아 안전성을 확보하는 역할을 수행합니다.
[ 분리막 속 기공을 통해 리튬이온이 이동하는 모습 ]좋은 분리막은 어떤 조건을 갖춰야 할까?
분리막은 다른 소재들과 달리 배터리의 안전성과 연관되어 있기 때문에 여러 조건들이 갖춰져야 합니다.
우선 분리막으로 사용되려면, 전기화학적으로 안정적이어야하고, 절연성이 뛰어나야 합니다. 양극과 음극의 접촉을 차단해야 하는데 분리막이 리튬이온이나 배터리 내부에 있는 다른 이온들과 반응해 버린다면, 마치 고양이에게 생선을 맡기는 것과 같은 거죠.
또한 리튬이온이 원활하게 분리막 사이를 통과할 수 있도록 분리막 표면에 구멍이 많아야 하며, 그 크기는 균일해야 합니다. 구멍이 별로 없거나 들쭉날쭉하면, 리튬이온이 이동하는데 어려움이 있으니까요.
그리고, 배터리의 온도가 일정 수준을 넘어섰을 때 분리막 자체적으로 기공을 막아(Shut-down) 리튬이온의 이동을 차단해 안전성을 확보할 수 있어야 합니다.
마지막으로, 배터리의 에너지 밀도 향상을 위해서는 두께가 얇아야 더 많은 양의 활물질을 넣을 수 있고, 그러면서도 분리막의 기계적 강도가 우수해야 쉽게 손상되지 않고 배터리의 안전성까지 확보할 수 있습니다.
[현미경으로 살펴본 분리막]코팅 기술을 통해 한 단계 진화하는 분리막
분리막의 소재로는 폴리올레핀, 폴리프로필렌 등과 같이 절연 특성이 뛰어난 고분자 소재가 사용됩니다. 이 소재들을 연신하여 미세한 기공을 만드는데 그 방식에 따라 건식과 습식으로 종류를 나눌 수 있습니다.
건식 제조는 단순히 기계적인 힘으로 필름 원단을 당겨 기공을 만드는 방식이고, 습식 제조는 필름에 여러 참가제를 추가해 화학적인 방식으로 기공을 만드는 방식입니다. 건식의 경우, 제조공정은 간단하나 기공 사이즈가 불균일하고, 습식에 비해 기계적 강도도 약합니다. 반면, 습식의 경우는 제조공정이 복잡해 고가지만 균일하게 기공의 사이즈를 만들 수 있다는 장점이 있습니다.
과거에는 분리막으로 필름 소재 하나만을 사용했지만, 최근에는 분리막의 성능을 강화하기 위해 다양한 소재와 방식으로 코팅하여 사용하고 있습니다.
삼성SDI는 분리막 코팅 기술 내재화를 통해 차별화된 경쟁력을 확보하고 있습니다. 초고내열성 분리막 개발을 통해 배터리 안전성을 확보하고 박막화 기술로 배터리 용량 증가에 일조했습니다. 또한, 배터리의 품질 확보를 위해 접착분리막을 개발하여 사용 중이며, 안전성과 품질을 동시에 확보하기 위한 고내열 접착분리막의 개발은 양산 완성 단계에 있습니다.
[삼성SDI의 분리막]지금까지 분리막의 주요 역할과 특징, 개발방향 등에 대해 소개해 드렸습니다. 배터리의 안전성과. 직결되는 소재인 만큼 더욱 꼼꼼하게 검증하고, 안전한 배터리 제조를 위해 힘쓰겠습니다.
전기차 안전을 책임지는 배터리 분리막 기술
지구 온난화로 인해 환경오염물질을 배출하지 않는 친환경 자동차에 대한 관심이 높아지고 있는데요. 그 중 전기를 에너지로 달리는 전기자동차의 비중이 점점 높아지고 있습니다. 전기차의 핵심부품은 바로 ‘배터리’라고 할 수 있는데요. 전기차의 안전성을 결정하고 에너지 효율을 결정하는 것이 배터리이기 때문입니다.
배터리는 양극, 음극, 전해질, 분리막으로 구성되어 있는데, 전기차의 안전성을 담보해주는 핵심 기술이 바로 ‘분리막’ 기술입니다. 분리막은 한화토탈과 같은 석유화학기업이 생산하는 폴리에틸렌(PE), 폴리프로필렌(PP) 소재로 만들어지는데요. 오늘은 전기차의 리튬이온 배터리와 그 안에서 활약하고 있는 분리막 기술에 대해 알아보도록 하겠습니다.
01
리튬이온 배터리 원리
▲전기차 리튬이온 배터리 이미지
리튬이온 배터리는 양극과 음극 물질의 산화환원반응으로 화학에너지를 전기에너지로 변환시키는물리적인 장치인데요. 산화환원반응이란 반응물 간의 전자이동으로 일어나는 반응입니다. 리튬이온 배터리는 리튬이온에서 분리된 전자가 양극에서 음극으로 이동하면 충전이 되며, 음극에서 양극으로 이동하면 방전이 됩니다.
02
리튬이온 배터리 구성요소
리튬이온 배터리는 크게 양극, 음극, 전해질, 분리막 등 4가지로 구성되어 있는데요. 차량을 충전할 때는 리튬이온이 음극으로 이동하며, 방전할 때는 원래 자리인 양극으로 돌아가는데 이 때 전기가 발생하게 됩니다. 이 과정에서 리튬이온은 전해질을 타고 이동하는데, 분리막은 양극과 음극이 서로 닿지 않으면서 리튬이온만 통과시키는 역할을 합니다.
03
리튬이온 배터리 ‘분리막’의 역할
분리막은 필름표면에 미세한 기공을 가지고 있는 얇은 막으로, 리튬이온 배터리의 양극과 음극이 접촉하지 않고 기공을 통해 이동하도록 하는 역할을 수행합니다. 양극과 음극에 있는 물질이 서로 닿을 경우 리튬이온의 움직임이 증가하면서 제어가 안되면 폭발할 가능성이 있는데요. 양극과 음극이 서로 닿지 않으면서 리튬이온만 잘 이동할 수 있게 하는 것이 바로 분리막 기술의 핵심이라고 할 수 있습니다.
주로 폴리에틸렌(polyethylene, PE) 또는 폴리프로필렌(polypropylene, PP) 소재를 사용하며, 제조공정에 따라 습식과 건식으로 구분됩니다. 습식은 주로 휴대폰이나 노트북 등 소형 배터리에, 건식은 전기차 배터리 등에 사용됩니다.
04
분리막, 전기차의 안전과 성능을 책임진다!
리튬이온 배터리는 구조적으로 발화 및 폭발 위험성을 내재하고 있는데요. 분리막은 배터리의 양극과 음극을 분리해 전극 간 전기적 접촉을 막아 이를 방지하는 역할을 합니다. 또한 분리막의 두께를 줄이면 줄어든 부피만큼 양극과 음극 소재를 더 넣을 수 있어 용량을 높일 수 있는데요, 이를 위해 분리막은 더욱 얇아지고 있습니다.
전기차 안전은 물론 성능을 더 높이는 데에도 기여하고 있는 배터리 분리막에 대해 알아보았는데요. 친환경 전기차를 더욱 안심하고 탈 수 있도록 분리막 기술의 발전을 기대해봅니다.
글로벌 케미칼 & 에너지 리더,
한화토탈에 대해 더 알고 싶다면?
배터리의 안전 지킴이, 분리막 – 배터리인사이드
이차전지를 구성하는 요소 중 배터리의 성능을 결정짓는 건 양극재와 음극재입니다. 하지만 양극과 음극이 직접 접촉하면 단락(쇼트) 현상이 발생할 수 있기 때문에, 배터리의 안전성을 위해서는 이 둘의 접촉을 차단하는 분리막 역시 꼭 필요한데요. 오늘은 배터리의 안전을 책임지고 있는 리튬이온배터리 분리막(LiBS, Lithium-ion Battery Separator)에 대해 자세히 알아보겠습니다.
분리막이란?
리튬이온배터리는 양극재와 음극재 사이를 이동하는 화학적 반응으로 전기를 생산합니다. 이때 분리막은 양극과 음극이 닿지 않도록 막아주는 ‘벽’이면서 한편으로는 리튬이온이 지나다닐 수 있는 ‘통로’ 역할을 해야 하죠. 그래서 분리막은 절연 소재로 이루어진 얇은 막이면서 동시에 미세한 구멍도 갖추고 있어야 합니다.
리튬이온 배터리 기초 5. 분리막이란?
분리막 기본
분리막은 전기가 통하지 않는 절연 소재의 얇은 막입니다. 양극과 음극의 직접적인 접촉을 차단하면서, 0.01~1㎛(마이크로미터)의 미세한 구멍으로 리튬이온만 통과시켜 전류를 발생시키는 역할을 하는 필름입니다. 주로 폴리에틸렌(PE)과 폴리프로필렌(PP) 등으로 만듭니다.
양극과 음극이 직접 만나 발생할 수 있는 쇼트를 방지하고, 미세 기공을 통해서 리튬이온은 전해질을 타고 이동합니다. 이 때 리튬이온이 양극에서 음극으로 이동하면 충전, 음극에서 양극으로 이동하면 방전을 하며 외부 기기에 전기를 공급합니다. 또한, 배터리 셀의 온도가 적정 수준 이상으로 고온이 되면 미세기공이 차단돼 내부 쇼트를 방지해 주고, 높은 기계적 강도를 가지고 있어 내부에서 발생하는 부산물이나 이물질들을 막아 안전성을 확보하는 역할을 합니다.
양극과 음극은 서로 닿았을 때 리튬이온의 움직임이 기하급수적으로 늘면서 폭발 위험이 큽니다. 반대로, 양극과 음극의 분리에만 신경 쓰면 리튬이온까지 이동이 안되어 배터리의 효율성이 크게 떨어집니다. 양극과 음극이 서로 닿지 않으면서 리튬이온만 잘 지나다니도록 하는 것이 분리막의 핵심 기술입니다.
정리해보자면, 분리막은 1) 배터리 셀 내부에 있는 여러 종류의 이온들과 반응하지 않아야 한다. 2) 전기화학적으로 안정적이어야 한다. 3) 절연 특성이 뛰어나야 한다. 4) 두께와 강도가 얇고, 우수해야 합니다.
분리막의 스펙을 조금 더 구체적으로 이야기하면, Layer 층 수, 셀 내부 온도를 견디는가, 통기도, 구멍의 크기(Pore Size), 화학적 저항성(전해액에 변형이 있는가), 배터리가 조립될 때 파괴되면 안 됨, 롤링에 의한 압력이 많이 가해지면 안 됨 등 다양한 조건을 만족해야 합니다. 이러한 조건을 가지는 분리막의 종류는 건식막, 습식막, 코팅 강화막이 있습니다.
분리막은 제조 방식과 원재료 따라 크게 크게 건식과 습식으로 나뉩니다. 습식 제조 방식은 고분자 PE를 기본 원재료로 압출과 화학처리를 거쳐 필름의 양면에 기공(Pore)을 형성시키는 단층필름 형태로 만듭니다. 고분자 소재와 저분자량의 왁스를 혼합해 고온에서 필름을 압출한 뒤, 용매(솔벤트)를 사용해서 왁스를 추출해 미세다공 구조를 형상하는 방식입니다. 습식은 위 표에 보이는 조건을 충족해야 합니다.
습식 공정은 고가의 제조 방법이지만 일반적으로 더 강력하고 얇은 분리기를 생산합니다. 폴리에틸렌(PE)은 일반적으로 사용되는 폴리머로, 다른 첨가제 왁스와 혼합되어 균질한 용액을 만들어 얇은 겔형 시트로 압출한 후 어닐링(느리게 냉각)합니다. 시트는 두 방향으로 신장되고 휘발성 용매에 노출되어 다공정 시트를 떠나는 첨가제 왁스를 제거합니다. 이 방법을 사용하여 40~50%의 다공성을 달성할 수 있습니다.
이 방식은 초기 투자비용이 많고 유해물질이 발생한다는 단점이 있지만, 제작이 간편하고 기공이 균일하다는 장점이 있어 주로 휴대폰이나 노트북 등 소형 모바일용 배터리에 주로 쓰입니다.
건식 제조 방법의 경우 PP와 PE를 2~3층 필름으로 접합하는 다층 구주로 왁스를 사용하지 않고 물리적인 연신(늘리는 공정)과 열처리 공정만으로 기공을 만듭니다. 습식과 비교하면 초기투자비용이 덜 들고 유해물질이 나오지 않아 친환경적이지만, 균일한 기공을 내는 기술장벽이 높아 제대로 성능을 낼 만큼 만드는 것이 쉽지 않습니다. 이 건식 분리막은 전기자동차용 배터리 등 중·대형에 쓰입니다.
건식 공정은 보다 저렴하고 간단한 제조 방법입니다. 폴리프로필렌(PP) 또는 폴리에틸렌(PE) 중합체는 얇은 시트로 압출됩니다. 이 전구체 필름은 결정 구조를 개선하기 위해 어닐링(느리게 냉각)됩니다. 이어서 필름은 차가울 때 단일 방향으로 연신되고, 뜨거울 때 다시 연신됩니다. 콜드 스트레치는 기공 구조를 생성하고 핫 스트레치는 기공 크기를 증가시킵니다. 이 방법을 사용하여 35~45%의 다공성을 달성할 수 있습니다. 이 공정으로 3층의 PP / PE / PP 분리막도 생성할 수 있습니다.
출처 – 신소재경제
이차전지 배터리는 계속 전기를 주고받아야 하는 특성상 발생하는 운동에너지로 인해 쉽게 열이 날 수 있는데, 분리막이 이 열에 취약하다는 점입니다. PE 분리막은 약 130℃ 근처에서 용융하기(녹기) 시작해 기공이 폐쇄되는 ‘셧다운’ 특성이 있습니다. 또 150℃ 이상에서는 완전히 용융해 내부 단락을 막지 못하고 붕괴하는 상태(meltdown 또는 mechanical integrity 파괴)에 이릅니다.
최근 주목받는 기술은 코팅방식 입니다. 코팅은 세라믹으로 하는 것, 폴리머로 하는 것, 컴바인으로 하는 3가지 종류가 있습니다. LG화학은 분리막 표면에 세라믹 입자와 고분자 바인더를 코팅하는 ‘Dip’ 코팅 방식을 적용한 분리막을 리튬이온 이차전지 배터리에 적용했습니다. LG화학의 SRS 기술의 경우 나노 세라믹 코팅을 적용해 배터리의 내구성과 내열성을 강화하고 이온이 잘 통하는 다공성 폴리올레핀(PO) 소재로 배터리 내부의 전기적 단락을 감소시켜 줍니다. 이 기술은 특히 안전 문제가 중요한 전기차용 배터리에서의 경쟁력에 큰 영향을 줍니다.
LG화학의 경우 자체 생산은 하지 않고, 일본 도레이에 의뢰해 생산하고 있습니다.
또한, 향후 사용되는 분리막으로 다층 구조에 세라믹 코팅 분리막을 적용할 것입니다. 박막화, 고투과, 고강도, 고내열성으로 개발하고 있습니다. 두께는 현재 10㎛까지 줄였습니다. 세라믹 코팅은 안전성과 내열성이 높고, 기공이 막히거나 출력이 저하되는 단점을 제거하여 수명이 늘어나게 됩니다. 전기차용 각형 전지에는 2019년부터 적용되고 있습니다. 하지만, 이러한 코팅 방식은 단가가 습식과 건식에 비해 높습니다. 배터리 업계의 최대 관심사 중 하나는 단가로, 이 문제를 해결된다면 분리막은 코팅방식으로 변화할 것입니다.
출처 – 한국에너지신문
현재 중대형 전지 원가 구조는 재료비 65%, 감가비 17%, 연구개발비 6%, 인건비 5%, 간접비 4%, 판관비 3% 등으로 이루어져 있습니다. 65% 중 분리막은 약 14 ~ 16%를 차지합니다. 그렇기에 현재까지도 핵심 재료의 원가를 낮추기 위해 노력하고 있는 상황입니다. 이런 상황에서 단가가 높은 코팅방식을 적용하기에는 어려움이 있는 상황입니다.
분리막 시장 현황
2013년 자료로 굉장히 옛날 자료입니다. 하지만 세계 분리막 시장은 여전히 비슷합니다. 최근 시장도 Entek, 아사히카세이(셀가드는 아사히에 합병됐습니다), SK이노베이션, 도레이가 메이저 기업입니다.
분리막 점유율 순서로 보자면 아사히카세히, 도레이, SK이노베이션가 있습니다. 아직 점유율을 독식하는 승자가 결정되지는 않았습니다. 전기차 배터리 시장이 이제 시작되고 있으니 추가 시장 점유율은 달라질 것입니다.
분리막은 자동차 내연, 납축전지에도 사용됩니다. 납축전지 분리막 사용은 자동차, 골프카, 지게차, UPS에 쓰입니다. 납축전지 시장이 리튬이온으로 대체되고 있지만, 납축전지 시장이 여전히 큽니다. 따라서, 분리막 시장은 굉장히 넓은 범위로 공급하고 있습니다.
SK이노베이션은 배터리 사업이 언제 흑자를 전환할지 알 수 없습니다. 후발주자로 꾸준히 투자하고 있는 상황입니다. 그렇기에 분리막 사업이 중요합니다. SK이노베이션은 분리막 사업에 꾸준히 투자하며 생산능력을 확보하기 위해 노력하고 있는 상황입니다.
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감사합니다.
[영상] 배터리 분리막 시장 전망과 기술 트렌드
<자막원문>
진행 한주엽 디일렉 대표
출연 신상기 에너에버배터리솔루션 대표
-오늘 배터리 분리막(LiBS)을 다루는 에너에버배터리솔루션의 신상기 대표님 모셨습니다. 대표님 안녕하세요.
“반갑습니다”
-에너에버배터리솔루션은 포탈사이트에서 이렇게 뉴스 기사 검색해 보면 기사들도 굉장히 많이 나와 있고 언론에도 거론이 많이 되는 회사인데 분리막을 하잖아요. 배터리 분리막(LiBS). 이 회사 언제 설립됐습니까?
“회사는 제가 사실은 2010년도에 삼성SDI 그만두고”
-그전에 삼성SDI 계셨나 보죠?
“이차전지 시장이 원체 글로벌적으로 성장을 할 것 같아서 중국 상해 쪽에서 먼저 분리막 사업을 시작했고요”
-분리막 사업을? 삼성SDI 있을 때는 뭘 하셨는데요.
“삼성SDI에 있을 때는 주로 글로벌 개발 구매를 많이 했었죠. 이제 분리막 관련도 좀 많이 하고 양극, 음극도 좀 했지만 분리막 관련해서도 많이 했고 핵심적인 원형 전지 관련해서 부분도 좀 많이 했었죠”
-그런 걸 다 하시다 보니까 이 시장이 뜰 것 같다 라고 생각해서 중국에서 먼저 사업을 시작을 하셨어요.
“제가 이제 사실은 분리막 하면서 사실은 초기에 분리막이 아사히카세이하고 도레이 중심으로 흘러가는 시장에서 이차전지 분리막 수급하기 상당히 힘들었어요. 그런 과정에 SK이노베이션 그때는 SKC였죠. 그래서 국산화 과정을 많이 하면서 여러 가지 시행착오도 많이 겪고 이 분리막을 어떻게 만들어야 된다. 앞으로 어떻게 갈 거다. 또 기술적인 문제는 뭐다 이런 걸 사실은 많이 공부도 많이 했고 벤치마킹도 많이 했고 사업성도 많이 봤죠”
-그때는 SK이노베이션이 배터리 사업 안 할 때였죠?
“소형 배터리를 하다가요. 잠시 보류되었다가 이차전지 분리막을 하면서 조금 연계해서 다시 또 이제 전기차 배터리 중심으로 준비를 하던 과정이었죠”
-그때 그러니까 협업도 좀 하고 했었나 보네요. 당시에는?
“저희들이 이 사실은 아사히카세이하고 도레이에서 수급을 하다 보니 수급이 너무 안 돼서”
-제품 구하기가 너무 힘들어서?
“그렇죠. 아사히카세이와 도레이. 그때 하나의 일화인데요. 이게 제가 이제 구매 수배를 할 때 물건 수배가 잘 안 돼서 아침에 일본에 아사히카세이나 도레이 공장 가서 당일 저녁에 오는 적도 많았고요”
-일본으로 갔다가?
“어떨 때는 핸드 캐리어도 가져오고 어떨 때는 아사히나 도레이 제품에 맞춰서 삼성에서 생산관리팀에서 생산 관리를 짰어요”
-국산화가 절실했겠네요.
“그렇습니다”
-그래서 이제 그만두시고 중국에서 나와서 사업을 시작했다고 하는데 그때 중국에서 뭘 하셨던 겁니까?
“사실은 이제 제가 중국에서 회사 직원으로 해서 상해 법인 관련해서 글로벌 노트북 PC 팩 공장 관련해서 지원 업무를 많이 했었는데요. 막상 중국 현지에 가보니 기존에 저희들이 알던 배터리 회사나 기타 등등 회사가 한 10개 정도만 있는 줄 알았어요. 제가 중국에서 가서 업무 지원을 하다 보니까 중국에 배터리 회사가 300개 정도 되는 거예요”
-그렇게 많았어요?
“주로 저희들이 신사업 준비하면서 애플이라든지 델 관련해서 삼성에서 셀을 만들어서 상해 공장에서 배터리 팩을 이렇게 만들어서 판매를 주로 많이 했었는데 엄청 시장이 컸습니다”
-시장이 컸다는 게 배터리 시장이 컸다는 건가요?
“그렇습니다. 배터리 시장의 잠재력이 너무 컸고. 그때만 해도 휴대전화가 갓 나왔고. 노트북 PC가 메인이었는데 아마 앞으로는 이차전지를 이용한 다양한 애플리케이션 제품이 상당히 많이 나올 거라고 저는 생각을 많이 하고 있었죠”
-그래서 회사 그만두고 중국 가서 사업을 시작하신 겁니까?
“그렇습니다”
-그때는 중국에서 분리막을 직접 만들었어요?
“아닙니다. 사실은 이제 저도 2년이 되다 보니까 초기에는 이제 글로벌적으로 구매를 하다 보니까. 기본적으로 사실 중국어가 가능해서 중국 소싱을 많이 하다 보니까 고객들이 배터리 회사가 많으니까. 일단은 분리막 수요가 있으니까요. 분리막 관련 양극, 음극, 분리막 관련해서 비즈니스 많이 했는데. 그중에서도 이게 분리막이 시장성이 좋고 또 희소성이 높아서 가격을 적정한 가격 이상으로 판매하고 잘 될 것 같아서 분리막 진행했는데. 초기에는 사실은 SK 원단 가지고 많이 비즈니스를 했었어요. 그런데 이게 분리막이라는 게 소형 전지에 그때만 해도 소형 전지가 많이 적용됐는데 분리막이 전부 다 이렇게 절단해서 들어왔었어요. 그런데”
-잘라서?
“SK 쪽에 한 1년 정도 제가 중국에 안 가본 데가 없어요. 그래서 전국에 모든 도시라든지 중국의 한 300개 배터리 회사를 아마 다 다녀봤을 거예요”
-많이 다니셨네요. 그러니까 말하자면 중국에 가셔서 중국 현지의 배터리 회사들이 필요로 하는 어떤 분리막 원단이라든지 양극, 음극이라든지 이런 것들을 중국 시장 상대로 거기서 사업을 이제 하셨다라는 얘기군요?
“그렇습니다. 초기에는 이제 무역회사를 중심으로 했다가 이차전지 분리막이 폭이 중요하잖아요. 폭에 따라서 고객이 다 다르기 때문에 그래서 이제 슬리팅(절단) 사업을 먼저 하게 돼 었죠”
-폭이 다르면 또 우리가 그 크린랩도 이렇게 달려져 있는 폭이 다 다르지 않습니까? 그 폭이 다르다는 거죠?
“그렇죠. 전지에 대한 사이즈가 다 다르다 보니까. 그 사이즈에 맞게끔 양극, 음극 중간에 분리막이 들어가잖아요. 그 딱 지수만큼 정확해야 이차전지를 만들 수가 있죠”
-그게 제가 보니까 지난번에 공장 갔을 때 보니까 이렇게 동글동글한데 크게 말려 있던데. 그 폭을 자른다는 얘기입니까?
“기본적으로는 폭이 이제 장폭이죠. 기본적으로 분리막이 폭이 한 1천 미리미리 되는데요. 이걸 갖다가 원형 전지에다가 18650 배터리 같으면 폭이 60.5mm, 21700 배터리 같으면 65mm 정도. 그다음에 각형 사이즈나 파우치 같으면 270mm도 있고요. 280mm도 있고. 다양하게 상당히 많이 있죠”
-그걸 이제 잘라서.
“그렇습니다”
-그러니까 풀어서 자른다라는 얘기인 거죠?
“리와인딩을 하면서 자르는 거죠. 앞쪽에 와인딩이 있고 리와인딩이 있는데 이 중간에 나이프가 들어가 있죠. 그렇게 해서 자르면서 고객이 원하는 치수에 맞춰서 슬리팅을 하는 거죠”
-그렇게 하시다가 지금 한국에 들어오셔서 배터리 분리막 사업을 직접 하셔야 되겠다고 해서 국내 법인 차린 게 몇 년도입니까?
“법인은 사실은 한국의 법인은 중국의 사업이 나름대로 자리를 잡고 있을 때. 한국하고 중국하고 비즈니스가지고 많이 이렇게 트레이딩이 많이 되다 보니까요. 한국 회사가 필요성이 있어서 2012년도에 무역 회사 중심으로 만들었는데. 실제 이제 한 2017년도 이렇게 되다 보니까. 그때도 아마 상해 공장에서 매출액이 한 100억 원 정도 됐어요 1년에. 100억 원에서 150억 원 정도 됐는데. 개인 회사여서 코팅 공장을 중국에다가 설립을 해서 계속 투자하기가 한계성을 좀 많이 느꼈어요. 개인적으로는요. 대기업 같으면 계속 할 텐데 이래서는 힘들겠다 싶어서 한국에다가 공장을 매입을 해서 중국에 있는 슬리팅 설비라든지 이런 설비를 가져와서 후공정에 세팅을 시키고요. 그다음에 각 공정에 필요한 슬러리라든지 코팅 설비를 준비해서 코팅 공정을 단계적으로 준비를 좀 했죠”
-저도 잘 모르지만 이 영상 보시는 분들도 그렇게 배터리 쪽 전문가는 아니기에 제가 궁금한 걸 좀 여쭤볼 텐데. 원단을 그대로 쓰는 건 아니죠? 분리막으로.
“분리막을 사실은 원형 전지라든지 저가 원형 전지라든지 이런 쪽에서는 아직도 원단 베이스로 쓰는 곳도 있습니다”
-아 그래요? 그걸 그대로 안에 집어 넣어서?
“그렇습니다. 예전에도 그렇게 많이 썼었고요. 단지 이제 원가적으로 비중이 조금 고가 제품이라든지 밸류가 있는 제품 같은 경우는 이제 코팅 단면이나 양면을 해서 많이 쓰고 있죠”
-코팅을 한다. 이 원단에 코팅을 한다라는 얘기입니까?
“그렇습니다. 사실은 이제 이게 기본적으로 폴리에틸렌 막이라는 게 사실은 절연성은 제일 좋은 필름이에요. 그런데 내열성이 떨어집니다”
-내열성.
“결국은 폴리에틸렌을 만들다 보니까. 우리가 말하는 보통 이제 멜팅 포인트가 한 136~137°C 되거든요”
-그 정도까지 견뎌야 된다는 얘기인 거죠?
“네. 그런데 그게 멜팅 포인트이기 때문에 사실은 이제 더 높아야 되죠. 물론 사실은 이제 전지 내부에서 여러 가지 반응을 하면서 열이 많이 나고. 잘 아시는 것처럼 옛날에는 스웰링 현상도 많이 생겼잖아요”
-부풀어 오르는.
“맞습니다. 그런게 결국은 전지에서 열이 나고 가스가 차기 때문에 생기는 현상인데. 그런 측면에서 보면 이제 분리막이 양극과 음극 중간에 있으면서 리튬만 통과를 하면서 적절하게 그런 온도에서잘 견뎌줘야 되거든요. 그러니까 견디는 게 한계가 있죠. 두 번째로는 사실은 이제 우리가 단위 면적당에 계산해보면 에너지 밀도를 계속 많이 요구하잖아요”
-그렇죠.
“결국 지금도 이제 NCM 우리 삼원계를 많이 쓰고 있지만 옛날에는 NCM(니켈-코발트-망간)은 삼원계 531을 많이 썼지만 또 ‘NCM622’(니켈-코발트-망간비율, 6:2:2)들도 그다음에 ‘NCM811’(니켈-코발트-망간비율, 8:1:1) 계속 사실은 양극의 니켈이라든지 코발트가 예전에 많이 들어가지만 니켈이 많이 들어가잖아요. 잘 아시겠지만 니켈이 많이 들어가면 사실 에너지밀도, 힘은 좋아요. 출력도 좋고 그러나 저항도 높고 사실은 가스도 많이 생기기 때문에 파우치 전지 만드는 공장 상에서는 이게 디개싱(degassing) 공정에 있어서 가스를 또 빼는 공정이 있거든요. 이런 과정을 봤을 때 이제 고내열 분리막이 많이 필요하게 되는 거죠”
-폴리에틸렌 위에 코팅을 뭘 합니까? 어떤 걸 코팅하는 겁니까?
“코팅은 사실 회사마다 조금씩은 다른데요. 아무래도 이제 우리가 말하는 세라믹이라고 그러는데. 세라믹은 일반적으로 작은 입자 성분을 세라믹이라고 표현을 많이 합니다만 예전에는 사실 우리가 세라믹을 어떤 재질 위에다가 온도에서 견딜 수 있는 이런 세라믹 막칠을 많이 한다고 그러잖아요. 똑같은 개념입니다. 슬러리를 쉽게 말하면 세라믹 성분이 들어 있는 유기용액을 사용하든지 쉽게 말하면 물 용매를 이용해서 이제 슬러리를 만드는 과정에서 이제 세라믹 성분인 알루미나(Alumina)라든지 보헤마이트(boehmite)라든지 플러스 바인더도 이제 몇 가지 넣고 첨가제도 몇 가지 넣어서 하나의 슬러리를 만드는 거죠”
-물도 넣고 해서.
“네. 슬러리를 만들어서 적절하게 그걸 가지고 이제 코팅하는 방식도 몇 가지 있지만 그래서 마이크로그램의 방식이라든지 슬로테 방식을 이용해서 분리막 표면에 잘 붙게끔”
-아니 그러니까 방식 얘기해 주셨는데 어떻게 바르는 겁니까? 붓에 발라서 이렇게 바르는 건 아닐 거 아닙니까.
“여러 가지 방식이 있고 그것도 나름대로 회사에 다 기술입니다. 다 노하우고요. 그래서 예로 이제 많이 쓰는 거 보면 마이크로그램의 방식이라는 거는 필름이 사실 이렇게 코팅을 하는 방식 중에서 ‘그라비아 롤’이라고 있어요. 롤 베이스에 코팅 양만큼 코팅될 수 있는 셀이 있는데요. 세포막처럼 미세한 구멍에 들어가는 양만큼이 정해져 있어요. 그 액이 롤이 돌면서 분리막 표면에 붙으면서 되는 게 마이크로그램의 방식이예요”
-그 코팅 아까 양면 코팅과 단면 코팅을 얘기하셨는데 그 코팅하면 어쨌든 뭔가 열에 견디는 어떤 이런 특성이 좋아지는 겁니까?
“그렇습니다. 일단은 분리막 쪽에 아까 전에 말씀드린 것처럼 멜팅 포인트가 만약에 134°C에서 137℃ 된다고 볼 때요. 코팅을 기본적으로 한 분리막은 단면 코팅하면 멜팅 포인트가 한 30~40°C 정도 높아집니다. 그러면 170~180°C. 왜냐하면 우리가 기본적으로 세라믹 성분이 사실은 이제 한 2000°C에서 녹거든요”
-2000°C에서는.
“방금 앞에서 말씀드린 것처럼 30~40°C씩 올라가는 게 거기서는 세라믹이 녹지는 않고요. 수축이 돼서 이제 분리막이 수축이 안 되게끔 막아주는 역할을 하는 거죠. 그게 기본 기능이죠. 사실 이제 우리가 분리막을 피니까 분리막이 막 이렇게 수축이 돼버리면 안에 분리막이 포로스티가 있잖아요. 이게 막이 막히면 사실은 쇼트가 나고 사실 스웰링이 많이 생길 수가 있어요”
-리튬이 왔다 갔다 못 하니까.
“그렇죠. 막을 막아버리니까. 가장 기본적인 기능은 막을 막아서는 안 되는 겁니다. 구멍을 막아서는 안 된다는 거죠. 그럼 결국 구멍을 막아버리면 수명이 떨어지고 전지의 기본적인 기능을 할 수가 없으니까요. 길을 잘 만들어줘야 돼요. 우리 혈관하고 같은 거예요”
-아니 그러니까 아까 얘기한 걸 이렇게 슬러리를 아까 어떤 방식을 통해 이렇게 위에 원단위에 바르긴 바르되 뭘 막으면 안 된다라는 얘기인 거예요?
“우리가 코팅을 해도 전지 특성 중에서 이제 통기 특성이 있는데요. 보통 우리가 평가를 할 때는 170°C에 물이 통과하는 속도를 초로 계산을 하는데. 그게 이제 몇 초마다 계산을 해요.그래서 보통 우리가 일반적으로 이제 전지맨들이 평가할 때 통기도가 150초라 그러면 그게 사실은 이제 통기도 측정 설비 가지고 170°C의 물이 그 분리막 안 속에 통과할 때 시간 걸리는 걸 얘기하거든요”
-테스트를 하는군요.
“그래서 일반적으로 우리가 이렇게 분리막을 보면 아무리 눈으로 봐도 보이지가 않아요. 그게 막이 나노 사이즈로 돼 있기 때문에”
-그러니까 그게 속도가 빠르면 더 좋은 겁니까?
“그것도 너무 빨라도 안 돼요. 전기 특성에다 맞춰야 해요”
-맞춰서.
“그래서 사실은 통기도가 낮으면 물이 빨리 통과하면 기본적으로 사실은 충전도 빨리 되고 사실은 좋은 기능이 있죠. 단기간에 에너지 밀도를 더 많이 높일 수가 있죠. 이걸 잘못하면 양극이 용량이 너무 좋고 음극이 사실은 특성이 안 좋으면 음극에서 충전할 때 제대로 된 음극에 대한 구실을 잘 못해 버리면 결국은 그 양극이 가지고 있는 용량만큼 음극이 다 못 받을 수가 있어요. 그런 특성이 중요하기 때문에 분리막도 적절하게 통기도가 전지 특성을 만들 때 130°C이 좋냐 150°C이 좋냐. 그리고 굳이 충전 속도가 빠르지 않아도 되니 ESS이처럼 통기도가 한 200°C에서 250°C이 되어도 괜찮은 게 있고요. 그리고 휴대전화용으로 많이 쓸 때는 통기도가 좀 낮아겠죠. 충전을 빨리 해야 되니까. 이런 거는 이제 100°C에서 한 150°C 정도 그리고 자동차 쪽으로 많이 들어가는 거는 제가 볼 때는 한 150°C에서 한 200°C 사이가 좋고요”
-그걸 다 조절할 수 있습니까 분리막에서?
“이제 분리막을 처음에 원단을 만들 때 어느 정도 특성을 감안해서 만들죠. 그런 고객들하고 협의해서 통기도가 얼마다 기본적인 스펙이 있죠. 두께가 얼마다 그다음에 통기도가 얼마다 그다음에 강도가 얼마다. 여러 가지 연신율 플러스 전지에서 요구하는 특성이 많이 있기 때문에 물리적인 특성에 대해서 필요한 거를 고객들과 협의를 하죠”
-아니 그러니까 어쨌든 근데 양면 코팅과 단면 코팅으로 봤을 때 이제 양면으로 가는 쪽입니까 지금은?
“지금은 제가 오늘도 사실은 이제가 아이오닉5 이렇게 타고 왔는데요. 그 제품도 사실은 양면 코팅이 돼 있고요”
-그건 800볼트라면서요.
“그렇습니다. 타 보니까 문제가 없어 보여요. 1회 충전했을 때도 기본적으로 표준은 한 420km에서 430km 나오는데 어떨 때는 470~480km까지 나오더라고요”
-한번 갈 수 있는 거리가요?
“네. 그거는 이제 사실은 에어컨을 1단~2단 트는 거야 조금 틀릴 수는 있겠지만 사실은 배터리를 똑같이 만들어도 조금 좋게 특성이 나올 수 있는 제품도 있거든요. 안 좋게 나올 수 있는 제품도 있고”
-옛날에 제가 그냥 얘기 들었을 때는 분리막은 두께가 되게 중요하다. 얇아야 된다. 그래야 양극이든 음극이든 더 넣어서 밀도를 높일 수 있다는데 맞습니까?
“그런데 사실은 이제 그러니까 양극이나 음극을 한 바퀴 더 감고 양을 더 늘리기 위해서는 결국 이게 에너지 밀도를 높게 하는 거잖아요. 그런데 그거를 적절하게 판단을 좀 잘해야 돼요. 그래서 제 나름대로 이제 IT 용도 EV 용도 ESS 용도가 있는데요. 그래서 이제 많이 표준화되고 있지만 그래서 분리막의 두께가 너무 얇아서 좋다고 판단할 수는 없어요. 저는 이제 어느 정도 표준화를 좀 가져가면 좋겠는데 핸드폰 용도는 전체가 한 7미크론(㎛). 코팅해서. 7~8미크론(㎛) 정도. 그다음에 EV 쪽은 제가 볼 때는 한 14~15미크론(㎛) 정도. 그리고 ESS 용도는 제가 볼 때는 한 16~20미크론(㎛) 정도. 나름대로 이렇게. 그건 왜냐하면요. 에너지 밀도도 있지만 사실은 충전 속도라든지 이런 것도 많이 감안해야 됩니다”
-안전성도 봐야 되고요.
“그리고 ESS 용도를 통계도를 너무 낮게 가져가면 충전이 너무 빨리 되기 때문에 이것도 사실 문제가 될 수 있는 문제고요. 그래서 ESS는 안전하게 가는 게 좋기 때문에 통계도 보통 200°C 이상에서 많이 쓰고 있습니다”
-말씀 들어보니까 열에도 잘 견뎌야 되고. 그리고 변형이라고 해야 됩니까? 변형도 안 와야 되고. 얇으면 좋은데 그건 또 좀 차이는 좀 있는 것 같고.
“그렇습니다”
-어디에 사용되는지 그리고 아까 얘기한 통기성도 제품마다 좀 차이가 있는 것 같고. 지금 그러면 크게 한 두 가지 정도에서 이렇게 완성된 배터리 분리막의 어떤 성능이나 어떤 품질을 측정할 때 이 셀 업체들이 보는 것은 아까 얘기한 내열성과 이렇게 좀 변형 안 오게 되는 거는.
“지금은 사실은 이제 코팅으로 하면서 고객사들의 핵심으로 보는 게 딱 두 포인트예요. 크게는 보면 결국은 이제 통기성이 얼마나 좋은지. 통기성이 좋은데 이 통기성에 전제가 돼 있죠. 필름에 대한 강도가 좋으면서 그다음에 이제 적절하게 이제 연신율이라든지 이런 측면에서도 문제가 없는 우리가 ‘펑츠’라는데. 그거는 강도라고 그러는데요 찌름강도(puncture strength)라고 표현을 많이 하는데 필름의 분리막을 펼쳐서 침 모양으로 이제 해서 어느 정도로 이렇게 압력을 가해서 눌렀을 때 분리막이 찢어지는 그 강도를 측정하는 건데”
-얼마나 버티나.
“그런 측면도 중요하고 두 번째로는 결국 이제 고내열 분리막이예요. 고내열 분리막의 핵심을 제가 두 가지를 말씀드렸는데. 여기에도 사실은 이런 분리막이 나오기 위한 전제가 몇 가지 있어요. 고내열 분리막이 잘 되려고 그러면 결국 뭐냐 하면 분리막하고 슬러리하고 접착이 잘 돼야 돼요. 그게 코팅이 잘못돼가지고. 그래서 세라믹 성분이 갑자기 떨어지거나 이러면 그게 안 좋은 제품이죠. 그래서 이제 바인더가 중요한 거고. 그래서 필름의 접착 강도가 좋게끔 잘 붙어 있어야 전지 공정 상에 만들 때는 문제가 없고 만들어지고 난 다음에서도 양극과 음극하고 중간에 사이 있으면서도 이제 단락 현상이 안 생겨야죠. 단락 현상이 생기면 결국은 그게 이제 분리막 구멍을 막는다든지 또 다른 문제가 생길 수 있기 때문에 단락 관계를 하기 위해서는 바인더에 대한 중요성도 상당히 크죠”
-지금 에너에버배터리솔루션은 원단도 하시고 코팅도 하시는데 그 안에 들어가는 슬러리도 직접 다 하시는 겁니까?
“직접 다 합니다”
-직접 다 하고. 그 안에 있는 레시피 이런 것들도 직접 다 개발을 하신 거고. 그러면 아까 방금 말씀하신 셀 업체들이 두 가지 본다고 그랬잖아요. 내열성하고 강도. 지금 개발 로드맵이 어떻게 되어 있습니까?
“지금 저희들이 정부 과제를 한 10억 정도 하면서 기본적으로 11+2.5+2.5”
-두께를 얘기하는 겁니까?
“네. 전반적으로 한 16미크론(㎛) 짜리 거 EV나 ESS를 해서 180°C에 견디는 분리막은 다 만들었고요”
-180°C에서. ++2는 뭐예요?
“그거는 양면 코팅을 보통 그렇게 부릅니다”
-여기 코팅하고 여기 코팅 원단 두께가 있으니까.
“회사마다 보통 다르게 표현하는데 일반적으로 그렇게 많이 합니다. 제일 앞에 나오는 게 11+2.5+2.5라든지 11+3+4면 앞쪽에 있는 게 베이스 필름입니다. 양쪽에 이제 코팅된 두께이고”
-그래서 180°C까지?
“180°C까지 되어 있고 지금 현재 200도씨 거는 내년 한 6월달까지는 마무리가 되는데. 이건 저희들이 기존 보헤마이트(boehmite)에다가 나노 알루미나(Alumina)를 좀 섞어서 기존에 쓰던 바인더1, 바인더2에다가 바인더3을 넣어서 좀 결착력을 더 좋게 하고. 왜냐하면”
-또 새로운 재료를 또 넣으신다는 얘기인 거죠?
“맞습니다. 나노 바인더 그러니까 나노 사이즈가 입자가 작아지다 보니까 이게 나노 입자를 더 잘 잡아줄 수 있는 바인딩 할 수 있는 또 다른 바인더가 좀 있어야 되거든요 그래서 이거 바인더1, 바인더2, 바인더3이 결착력이 상호 크로스 링크되는 이 바인더 역할이 상당히 중요합니다. 이걸 해서 저희들이 진행을 하고 있죠”
-내년에 200°C까지 견딜 수 있는.
“그렇습니다”
-200°C 정도면 한 800볼트 시스템에서?
“800볼트 하고 한 번 충전했을 때 100km 가는 기준이나 800km 정도 가면 전혀 문제가 없고요. 800km 충전 전혀 문제가 없죠”
-아니 근데 회사는 지금 말하자면 한 10년 조금 안 되신 거죠? 투자도 좀 유치하고 있는 걸로 제가 좀 얘기는 듣고 있는데. 그 원단 코팅 슬러리도 직접 레시피도 갖고 있고 또 코팅도 직접 공정에서 하시고 또 공장도 지금 전북 쪽에 하나 이제 지으려고 이렇게.
“짓고 있습니다”
-공장도 짓고 있다고 하는데. 지금 매출이 얼마 정도나 될까요?
“지금 매출은 아직은 사실은 한국 공장에서 사실은 18년부터 시작했기 때문에. 한국에 와서 새롭게 시작하는 건데요 중국에서는 좀 많이 했지만 한국에서 이제 새롭게 시작하면서 이제 작년도 한 10억 원대 정도 했는데 올해도 그보다는 좀 많이 있겠지만 결국은 내년에 사실은 매출액이 많이 일어나지 않을까 생각을 하고요”
-그거는 어떤 성장 동인이 있습니까?
“일단 저희들이 볼 때는 기존에 사실은 코팅하고 있는 베이스 원단을 지금 이제 우리가 수입을 하거나 국내 거 좀 쓰고 있어서 그래서 사실은 이제 그런 역할을 대체를 하면서 저희들 자체적으로 원단을 만들어서 자체적으로 사용하다 보니까”
-지금은 가져와서 이렇게 슬리팅만 하시는 거군요?
“아니요. 코팅하죠”
-원단을 가져와서 직접 코팅을 하시는 거군요.
“그래서 자체적으로 생산하다 보니까 거기에서 아마 경쟁력이 좀 많이 있어질 것 같고요. 사실은 이제 분리막이 시간이 가면 갈수록 공급이라든지 가격적으로 상당히 압박이 심해 오는 것 같더라고요”
-쇼티지(공급부족)가 있다라는 얘기이신 겁니까?
“그렇습니다. 그래서 전반적으로 회사의 경쟁력은 아마 내년부터 좀 확실하게 좀 만들어지지 않나 생각이 들고요.
-지금 직원 몇 명이나 있어요?
“직원은 20명 정도 됩니다.
-대부분 연구 쪽입니까?
“연구 기술 쪽입니다.
-기술 쪽 개발하고 계시고. 지금 전북에 짓고 있는 공장 완공되면 거기서도 사람이 많이 필요할 것 같은데요.
“지금 사실은 이제 거기에 한 10명 정도 형성돼 있고 화성 공장에 지금 한 10명 정도 구성돼 있는데. 화성 공장은 이제 인원들이 계속 바로 늘어나겠지만 전북 공장 같은 경우 12월 기준으로 하면 한 30명. 그래서 한 12월 기준 하면 전체적으로 인원도 좀 많이 늘어날 것으로 보여집니다.
-그런데 이게 지금 제가 분리막 하는 회사들의 면면을 봤을 때는 SK아이이테크놀로지(SKIET)도 대기업 계열이고 일본의 아사히카세이, 도레이. 지금 엄청 큰 회사들 위주로 지금 돼 있고 중국에서도 보니까 다 규모들이 있더라고요. 근데 어떻게 경쟁이 좀 되겠습니까?
“제가 이제 사실은 이게 분리막 쪽 한 20년 정도 하다 보니까 사실은 초기에는 사실은 기술적 장벽도 사실 높았고 사실은 제가 순수하게 엔지니어성은 아니지만 이거 사실은 개발 소싱, 개발 구매를 원체 많이 하다 보니까 첫 번째는 원가적인 측면에서는 제가 많이 분석을 많이 했고요. 그다음에 기술적으로는 한 20년 넘게 하다 보니까 단계적으로 기술업이 많이 축적이 많이 돼서 기존에 원단 공정에 대한 문제점 그다음에 그걸 개선해서 정상화하는 방법. 코팅도 마찬가지고요. 그래서 참 열심히 노력을 많이 한 결과로 일단 경쟁력은 사실은 타사 같은 경우에는 독일 설비나 일본 설비를 많이 사용했는데. 저희 같은 경우는 국내 설비를 하면서 설비 투자 비용은 기존사 대비해서 한 50% 정도 절감이 좀 되고요. 그런데 경쟁성을 좀 없고 아무래도 사실은 이제 저희들이 분리막 원단은 사실 좀 늦었지만 코팅은 사실은 제가 2014년부터 했기 때문에 한 7~8년 했기 때문에 나름대로 원가라든지 경쟁성은 좀 많이 확보를 했다고 생각이 들고요. 그다음 특허뿐만 아니라 다른 부분도 연구 개발을 많이 했기 때문에 큰 문제는 없다고 생각이 듭니다.
-지금 누적 투자 얼마나 받으셨죠?
“누적 투자는 전체적으로 한 240억 원 정도 받은 것 같습니다.
-추가 조달을 하고 계시죠?
“사실은 내년에 신규 라인포함해서 추가적으로 더 유상 증자를 해서 받으려고 준비를 하고 있습니다.
-신 대표님께서 저희 디일렉 웨비나에 나오셔서 차세대 이차전지 분리막 기술 동향과 전망에 대해서 30분 정도 웨비나 강의를 해 주셨는데요. 관심이 있으신 분들은 그 영상을 좀 봐주시면 좋겠습니다. 그 안에는 다양한 어떤 아까 저랑은 좀 러프하게 말씀하셨는데 구체적으로 기술명이라든지 스펙이라든지 이런 걸 말씀을 해 주셨으니까 그쪽을 보시면 이 시장에 대한 동향 같은 것을 잘 알 수 있을 것 같습니다. 대표님 사업 잘 됐으면 좋겠습니다.
“네. 감사합니다.
-다음에 또 뵙겠습니다.
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81조원 끌어 모은 ‘분리막’ 너란 녀석
/그래픽=비즈니스워치
이번 주(11일) 주식시장에 상장하는 한 기업에 투자하겠다는 돈이 81조원이나 몰렸대요. 무려 81조라니, 10억원짜리 아파트를 8만채도 넘게 살 수 있는 돈이네요. 이런 막대한 공모 자금을 끌어모은 주인공은 SK아이이테크놀로지(SKIET)라는 그리 크지 않은 기업이에요. SK이노베이션의 소재사업 자회사죠. 뭐 하는 기업이길래 이렇게 많은 관심과 돈이 몰린 걸까요?
이 회사의 주 사업은 분리막(Lithium-ion Battery Separator, LiBS)이란 걸 만드는 거래요. 전기차, 휴대폰, 노트북 등에 들어가는 2차전지(충전형 배터리)가 뜬지 오래잖아요. 분리막은 2차전지 일종인 리튬이온배터리에 들어가는 4가지 주요 구성요소 중 하나죠. 4가지는 배터리의 용량과 전압을 결정하는 ‘양극(Cathode)’, 전류를 유도하는 ‘음극(Anode)’, 리튬이온의 이동을 돕는 매개 액체인 ‘전해질(Electrolyte)’, 그리고 양극재와 음극재를 갈라놓는 ‘분리막(Separator)’이에요.
리튬이온 배터리 구조/자료=SKIET 투자설명서
분리막을 좀 더 구체적으로 볼게요. 생긴 건 얇은 불투명한 비닐, 필름처럼 생겼어요. 양극과 음극이 직접 닿지 않도록 차단하는 절연 소재의 얇은 막이죠. 그렇다고 아무것도 통하지 않게 완전히 막는 건 아니에요. 분리막에는 눈에는 보이지 않는 미세한 공기구멍(pore)이 있어요. 이 구멍으로 배터리 셀 속 리튬이온이 양극과 음극을 오가며 충전과 방전이 되는 거래요. 배터리 셀 외부로 연결된 도선을 통해서는 전류가 흐르는 거고요.
분리막이 왜 필요하냐고요?
배터리 셀 안에서 양극과 음극이 직접 접촉하면 도선을 통해 전류가 흐르지 않거나, 반응에 의해 불이 날 수 있어요. 그래서 배터리의 온도가 일정 수준 이상으로 올라가면 내부의 분리막의 미세 구멍이 막혀 내부 단락을 방지하기도 해요. 또 셀 안에서 발생하는 화학반응 찌꺼기(부산물)나 외부에서 들어오는 이물질 등을 막아 안전성을 확보하죠.
작년 크게 불거진 현대자동차 코나 전기차(EV)의 화재 논란 때도 한때 이 분리막이 문제일 수 있다는 지적이 나왔었죠. 조사 초기 자동차안전연구원이 ‘코나 배터리 셀의 제조 공정상 품질 불량으로 인한 양(+)극판과 음(-)극판 사이의 분리막 손상’을 유력한 화재 원인으로 추정했어요. 배터리 제조사는 LG화학(현재 자회사 LG에너지솔루션으로 분사)이었죠.▷관련기사: ‘현대차 코나’ 문제일까 ‘LG 배터리’ 불량일까(20년 10월12일)
한 연구원이 분리막을 들어보이고 있다/사진=삼성SDI 제공
잠깐 중간 정리를 해 보자면, 분리막은 배터리의 안전성을 담당하는 핵심 소재란 얘기예요. 그렇다고 안전만 책임지는 건 아니에요. 막이 두꺼우면 이온 이동이 쉽지 않아 배터리 성능이 떨어지거든요. 그러니 얇으면서도 튼튼하게 만드는 게 관건인 셈이죠. 분리막은 배터리 원가의 약 15~20％를 차지한대요.
그렇다면 분리막은 어떻게 만들까요?
소재로는 폴리올레핀(PO), 폴리프로필렌(PP)같이 절연 특성이 뛰어난 고분자 화합물이 사용된다고 해요. 이 소재들을 뜨겁게 만든 상태에서 잡아당기는 걸 연신(延伸, Stretching)이라고 하는데요. 이 공정을 통해 미세한 구멍을 만들어 내는 거죠.
구멍을 만드는 방식에 따라 분리막은 건식(Dry)과 습식(Wet)으로 나눠요. 건식은 기계적인 힘으로 필름 원단을 당겨 기공을 만든 걸 말하고요, 습식은 필름에 여러 첨가제를 추가해 화학적으로 기공을 만든 걸 말해요.
딱 봐도 건식이 간단하죠? 하지만 기공 크기가 일정하지 않고 습식에 비해 강도도 약해요. 반면 습식은 제조공정이 복잡해 가격이 상대적으로 비싸지만 기공의 크기를 균일하게 만들 수 있고 더 튼튼해요. 그래서 주로 작은 제품, 고용량·고출력과 안정성이 필요한 비싼 배터리에 많이 쓰인대요. 건식은 부피가 큰 대형에너지저장장치(ESS)에 많이 쓰이고요.
전자현미경으로 본 습식 분리막(좌)과 건식 분리막(우)의 결정 구조/자료=SKIET 투자설명서
예전 분리막은 건식·습식 등으로 만든 1차적 원단 ‘베이스 필름’을 그대로 사용됐지만 요새는 그렇지 않아요. 다양한 소재와 방식으로 원단에 코팅해 분리막의 성능을 더욱 키우는 거죠.
코팅은 내열 코팅과 접착 코팅으로 나눌 수 있대요. 내열 코팅은 고온에서 분리막 원단 필름에 세라믹 등의 입자를 코팅해 분리막 원단의 수축을 억제하는 방식이에요. 접착 방식은 극판과 분리막 원단 필름을 딱 붙여 안전성을 높이고 셀 변형을 방지하는 방식이라고 하네요.
SKIET에 돈이 우르르 몰린 이유요?
우리나라에서 분리막 생산에는 독보적인 입지를 가진 기업이라서래요. 해외에서도 전기차 배터리 등에 쓰이는 고품질 분리막 시장(티어1 그룹)에서는 작년 26.5%의 점유율로 1위(시장조사기관 SNE리서치 조사)를 차지했다고 하네요.
이 회사는 4마이크로미터(㎛) 수준의 고품질 분리막을 제작할 수 있대요. 연신 공정에서는 축차(逐次)연신, 코팅 공정에선 세라믹코팅분리막(Ceramic Coated Separator, CCS)으로 경쟁력을 확보했다는 군요.
일본업체들이 주로 쓰는 동시연신은 연신비가 고정돼 있고 종횡 연신비가 같은 반면, 축차연신은 연신비 속도 온도 조정을 할 수 있고, 종횡연신비도 조절할 수 있다. 아래는 세라믹코팅분리막 구조/자료=SKIET 홈페이지
축차연신은 생산기계와 같은 방향으로 잡아당기는 세로 방향 연신과 그와 수직인 가로(폭) 방향 연신을 차례로 진행하는 방식인데, 연신비율을 자유롭게 조절해 고객사가 원하는 다양한 제품을 생산할 수 있대요. CCS는 습식 분리막 원단에 고운 세라믹 가루를 뿌려 입히는 건데, 그러면 이온 이동은 더 쉽게 하면서도 열과 힘을 잘 견딘다고 하네요.
원래 분리막은 소수의 일본 기업들이 독점하던 사업 분야예요. 일본 아사히카세이, 도레이 등이 먼저 분리막 시장을 선점하고 있었죠. 우리나라에서도 2차전지 제조 기업들 사이에 부쩍 관심이 많아요. 삼성SDI는 초고내열성 분리막을 개발했고, 접착분리막도 제품에 적용하고 있대요. LG의 경우 LG전자에서 분리막을 일부 생산해 LG화학에 공급했는데, 곧 관련 사업을 LG화학으로 이관한다는 소식도 들리네요.
[테크따라잡기]는 한 주간 산업계 뉴스 속에 숨어 있는 기술을 쉽게 풀어드리는 비즈워치 산업팀의 주말 뉴스 코너입니다. 빠르게 변하는 기술, 빠르게 잡아 드리겠습니다.[편집자]
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