지난 2018년 9월에 한국화학연구원으로부터 석유계 피치 생산기술을 이전 받은 ㈜동양환경이 바인더 및 코팅용 피치를 활용한 2차전지 음극재용 실리콘산화물/인조흑연 복합체 개발에 박차를 가하고 있다

지난 7월 11일 산업통상자원부 산하 한국산업기술평가관리원에서 2차전지 음극재 국가연구과제 공모가 있었는데, 다수의 후보 기관들과 치열한 경쟁을 벌인 끝에 (경쟁률 6:1) ㈜동양환경이 주관 기관을 맡아 응모한 과제가 지난달 8월 29일 최종 선정돼 인조 흑연과 실리콘 산화물계와의 복합체 제조에 대한 연구개발이 본격화 된다.

이번 국가 연구 과제 공모는 산업통상자원부가 지원하는 2019년도 탄소산업기반조성사업(고부가가치 인조 흑연 소재 기술 개발 사업)의 6개 세부 과제 중 제 5세부에 해당 하는(과제명: 바인더 및 코팅용 피치를 활용한 음극재용 실리콘 산화물/인조흑연 복합체 개발)과제에 선정된 것으로 (주)동양환경은 이번 연구 과제에서 2차전지 음극소재 개발에 필요한 바인더피치 및 코팅용피치 개발을 수행한다.

(주)동양환경이 유수의 경쟁자를 물리치고 과제에 선정된 것은 (주)동양환경과 계열사인 (주)서광하이테크, (주)대산파워가 기존에 영위하고 있는 폐기물 처리사업 및 바이오매스 열병합발전사업에서 발생하는 경쟁력 있는 에너지원(스팀, 전기)을 반응열원으로 활용한다는 점과 1년 전 본 기술의 바탕이 되는 피치 제조기술을 한국화학연구원으로부터 기술이전 받은 실적, 대산석유화학단지에 위치하고 있어 피치제조에 필요한 원료(석유화학부산물)조달의 지리적 이점 등이 강점으로 작용해 경쟁 기관들 보다 이번 과제를 성공적으로 수행할 수 있다고 판단된 것이다.

이 연구개발로 인해 고부가가치 인조 흑연 소재 기술 및 성형 가공 기술을 확보함으로서 관련 분야 중소·중견기업 육성해 미래 신성장 동력을 창출하고 차세대 탄소 소재 개발을 통해 국가전략소재 자급 능력 확보할 수 있는 길을 열었으며, 구체적으로 살펴보면 차세대 국가 주력 산업인 2차전지산업의 국제 경쟁력 강화와 관련 산업의 동반 발전 효과, 2차전지의 고용량화와 수명 연장, 2차 전지의 가격 경쟁력 강화 등에 크게 기여할 것으로 보인다

특히, 음극재 제조를 위해서 일본을 포함한 외국에서 전량 수입하던 탄소 재료를 국산화 한다는 점은, 최근 불거진 일본의 핵심 전자 부품·소재 수출 규제를 이겨내는데 큰 보탬이 될 것으로 보인다.

이 연구에 참여하는 기관은 총 6개이며 주관 기관인 (주)동양환경을 포함해 참여 기관은 한국화학연구원, 충남대학교, 중앙대학교, 대주전자재료(주), 한국탄소융합기술원이 힘을 합쳤으며, 정부 출연금 25억원 이내로 54개월 동안 관련 연구를 진행할 예정이다.

한편, 바인더 및 코팅용 피치를 활용한 음극재용 실리콘 산화물/인조 흑연 복합체 개발 사업은 대용량 전자기기, 전기 자동차 등 급격히 대두되는 대용량 2차전지를 필요로 하는 시장 요구에 대응하기 위해 고용량 및 우수한 life cycle 를 갖는 음극재 개발이 시급한 실정이다.

이에 음극재 제조과정에 실리콘을 첨가제로 적용 시, 스웰링 문제가 발생되긴 하나 전지 용량을 급격히 증가시킬 수 있는 장점이 있어 실리콘의 첨가량을 늘리면서 인조 흑연의 안정성도 동시에 꾀하는 연구가 활발히 진행 중이며, 이에 따라 시장에서 요구하는 고용량/고속충방전/장수명의 인조 흑연 음극재를 개발하기 위해서 인조 흑연과 실리콘 산화물계와의 복합체 제조가 절실한 상황으로 본 사업은 복합체를 연구 개발하는 사업이다.
서산=임붕순 기자 ibs9900@