[딜사이트 김진배 기자] LG화학이 국내 최대 규모 탄소나노튜브(CNT) 공장을 또 증설한다. 급성장중인 글로벌 CNT 시장에서 확고한 경쟁 우위를 선점하기 위해서다.

LG화학은 30일 대산공장에 연산 3200t 규모 CNT 4공장을 건설한다고 밝혔다. 이는 지난해 상업가동을 시작한 2공장 및 올해 초 착공에 들어간 3공장에 이어 네 번째 CNT 공장이다.

CNT는 전기와 열 전도율이 구리 및 다이아몬드와 동일하고 강도는 철강의 100배에 달하는 차세대 소재다. 전기차 배터리, 전도성 도료, 자동차 정전도장 외장재, 면상발열체 등 활용 범위가 무궁무진하다.

CNT 4공장이 완공되면 LG화학의 CNT 생산능력은 여수에 위치한 1700t 규모 1·2공장과 현재 증설 중인 1200t 규모 3공장을 포함해 연간 총 6100t에 달하게 된다. CNT 4공장은 내년 상반기 착공에 들어가 2024년 하반기 상업 가동을 목표로 한다.

LG화학은 2017년 500t 규모 CNT 1공장을 처음 가동했다. 2020년대 들어서는 시장 확대에 따라 매년 CNT 공장 증설을 진행하고 있다.

LG화학 CNT 공장은 자체 개발한 유동층 반응기로 생산라인당 연간 최대 600t까지 양산 가능한 것이 특징이다. 이는 단일라인 기준으로는 세계 최대 규모다. 또 독자 개발한 코발트(Co)계 촉매를 사용해 배터리 품질에 영향을 줄 수 있는 자성이물 함량을 낮춰 세계 최고 수준의 품질을 구현하는 것이 큰 장점이다. 업계에서 주로 쓰이는 철(Fe) 촉매는 코발트 대비 금속 및 자성이물 함량이 상대적으로 높아 제품화를 위한 별도의 후처리 공정이 필요하다는 단점이 있다.

CNT 4공장 경우, 반응기 안정성 개선 및 공정 자동화 등의 혁신으로 생산라인 운영 규모를 효율화해 기존 대비 인당 생산성을 약 20% 향상시켰다.

LG화학의 CNT는 글로벌 전기차 배터리 시장을 선도하고 있는 LG에너지솔루션 등 배터리 업체에 양극 도전재(Conductive Additive) 용도로 공급될 예정이며, 다양한 산업 분야로도 공급을 확대해 나갈 계획이다. 양극 도전재란 전기 및 전자의 흐름을 돕는 소재로 니켈, 코발트, 망간 등 활물질로 구성된 양극재 내에서 리튬이온의 전도도를 높여 충방전 효율을 증가시키는 역할을 한다.

CNT를 양극 도전재로 사용하면 기존 카본블랙 대비 약 10% 이상 높은 전도도를 구현해 도전재 사용량을 약 30% 줄일 수 있다. 그 만큼을 양극재로 더 채울 수 있어 배터리 용량과 수명도 크게 늘릴 수 있다. 또 음극재 및 리튬황·전고체 전지와 같은 차세대 전지 분야에서도 CNT가 주력 도전재로 검토되고 있다.

배터리 도전재용 CNT는 2030년 약 3조원(약 23억달러) 규모 시장으로 성장할 것으로 전망된다. 글로벌 CNT 수요는 지난해 5천t 규모에서 2030년 7만t 규모로 연평균 약 30% 이상의 성장세가 예상되고 있다.

LG화학은 LG에너지솔루션 외 확보한 신규 전지 고객들을 대상으로 매출을 확대해 나가고 있으며, 세계 최고 수준의 CNT 품질을 기반으로 완성차 업체들로부터 소재 신뢰성을 확보하는데 박차를 가하고 있다.

노국래 LG화학 석유화학사업본부장은 "독자기술 기반의 제조 경쟁력과 우수한 품질로 배터리 도전재 분야에서 확고한 일등 지위를 구축하고 잠재력이 큰 신시장 개척에 박차를 가할 것"이라고 말했다.