GS (45,750원 ▲300 +0.66%)칼텍스가 리튬 2차전지 핵심소재인 음극재 사업을 본격화 한다.

허동수 GS칼텍스 회장(사진)은 28일 일본 최대 에너지 기업인 JX NOE(옛 신일본석유)의 키무리 야수시 사장과 리튬 2차전지의 핵심소재인 음극재 사업에 대한 합작계약을 체결할 예정이다.

양사는 올 연말까지 연산 2000톤 규모의 음극재 공장을 경북 구미 산업단지에 건설하기로 합의했다. 이는 지난해 세계 리튬 2차전지용 음극재시장의 10%를 상회하는 규모다.

양사는 구미 산업단지에 지난해 3월부터 전기차 보조전원으로 활용되는 전기이중층 커패시터(EDLC)용 탄소소재 업체인 파워카본테크놀로지를 합작운영해 왔다. 세계최대 규모인 연산 300톤의 생산능력을 지닌 업체다.

음극재 생산공장은 파워카본테크놀로지 인근에 설립되며, 내년부터 본격적인 양산에 들어갈 예정이다. GS칼텍스측은 최근 급성장하고 있는 전기자동차와 신재생에너지 저장시스템 등의 시장상황을 고려해 연산 4000톤 규모 이상으로 확대할 것이라고 설명했다.

음극재는 원유정제과정에서 발생하는 부산물인 코크스(Cokes)를 1000℃로 열처리하는 과정을 거쳐 만들어진다. 소프트카본계 음극재는 2007년 GS칼텍스가 국내 최초로 자체개발에 성공한 제품이다.

허 회장은 “환경을 저해하지 않으면서도 안전한 고효율 녹색에너지 개발에 세계가 총력을 기울이고 있다”며 “리튬2차전지 핵심소재인 소프트카본계 음극재 사업을 통해 세계적인 친환경 에너지 기업으로 발전해 나갈 것”이라고 강조했다.

올해 리튬2차전지의 세계시장은 110억달러 규모로 아직은 초기국면이나 2020년는 750억달러로 연평균 24%씩 성장할 것으로 전망된다. 같은 기간 전기차 시장도 400억달러에서 3000억달러로 커질 것으로 보인다.

리튬2차전지는 IT, 모바일기기, 전기차 등에 필수적인 에너지 저장장치로 음극재, 양극재, 전해질, 분리막 등으로 구성된다. 음극재는 충전할 때 리튬이온을 받아들이는 기능을 하고 양극재는 방전시 리튬이온을 저장한다.

중간에서 리튬이온이 이동할 수 있도록 해주는 전해질, 그리고 양극과 음극이 직접 접촉하지 않도록 분리시켜주는 분리막의 역할도 중요하다. 이들 핵심소재의 원가는 전체 재료비 가운데 80%에 육박한다.

이 가운데 음극재는 대부분 수입에 의존해왔다. 내년부터 GS칼텍스가 이를 생산하게 되면 양극재, 전해질, 분리막에 이어 음극재까지 4대 핵심소재가 모두 국산화된다.

양극재와 전해질의 국산화율은 각각 88%, 82%에 달하는 반면, 음극재는 리튬이온전지의 핵심소재 가운데 국산화가 가장 뒤쳐진 분야다. 열처리 기술이 뛰어난 일본과 천연 흑연이 풍부한 중국 사이에서 국내기업들이 자리를 잡지 못한 탓이다.

음극재는 소프트카본, 하드카본, 천연흑연 및 인조흑연으로 분류된다. GS칼텍스가 생산할 소프트카본계 음극재는 기존의 흑연 음극재 대비 출력이 높고 충전에 필요한 시간이 짧다는 장점이 있다. 인조흑연에 비해 가격은 싸면서도 천연흑연보다 안정성이 높아 차세대 전기자동차용 배터리의 핵심소재로 주목받고 있다.