전체기사 최신뉴스 GAM
KYD 디데이

[Tech 스토리] 팔방미인 CNT...배터리 핵심 소재로

기사입력 : 2022년10월30일 07:58

최종수정 : 2022년10월30일 07:58

이차전지 도전재 수요 증가...2030년 6.3만T t ↑ 전망
LG화학, 내년까지 세계 최대 CNT 생산능력 확보 나서

[서울=뉴스핌] 신수용 기자 = 은행에서 종이 지폐를 세는 '지폐 계수기'에 정전기 방지용으로 사용되거나 도로 결빙을 막고, 자동차에 색을 입히는 '도장'에도 쓰이는 신소재가 있습니다. 이 뿐만이 아닙니다. 의약품과 자동차, 항공, 반도체 등에서도 사용되고 있습니다.

다양한 쓰임새의 주인공은 탄소나노튜브(Carbon Nanotube·CNT)입니다. CNT는 탄소 6개로 이루어진 육각형들이 서로 연결되어 관 모양을 이루는 원통(튜브) 형태를 띠며 다른 소재들과 함께 널리 사용되는 신소재입니다.

LG화학 CNT 적용 제품군. [사진=LG화학]

CNT가 이차전지 도전재로 주목받고 있습니다. 도전재는 전기가 통하는 정도를 높이는 물질을 뜻합니다. 타사 배터리보다 높은 용량, 빠른 충전 속도를 지닌 첨단 배터리를 만들려면 CNT 활용과 배터리 핵심 소재인 실리콘 음극재 도입이 필수로 대두되고 있기 때문이죠.

CNT는 탄소(C) 구조가 층층이 쌓여 있는 카본블랙(흑연)과 달리 빨대처럼 기다란 튜브 형태로 말려 있어 전기전도성이 매우 뛰어난데, 강도는 철의 100배에 달합니다. 배터리 양극재에 첨가돼 리튬이온의 이동을 원활하게 해주는 역할(도전재)도 합니다.

리튬이온 배터리는 리튬 이온이 양극과 음극을 오가며 충전과 방전이 반복되는데, 이 핵심 기능을 CNT가 돕는 겁니다. 같은 양의 카본블랙을 투입했을 때보다 배터리 용량과 수명, 충전 속도가 약 10% 개선되는 효과가 있어 전기차의 배터리 효율을 크게 높일 수 있어서입니다.

이러한 이유로 LG화학, 금호석유화학, SK이노베이션, 삼양사 등이 CNT 개발과 생산 확대에 나서고 있습니다. 가장 활발한 곳은 LG화학입니다.

LG화학은 오는 2023년까지 세계 최대 탄소나노튜브(CNT) 생산능력을 확보를 목표로 전기차 배터리 소재 수요에 대응에 나섭니다. LG화학은 총 6100t 규모의 CNT 생산공장을 확보하기 위해 현재 가동 중인 1·2공장(1700t)에 이어 3공장(1200t)을 증설하고 있습니다. 이를 토대로 오는 2023년 CNT 4공장(3200t) 착공에 돌입했습니다. LG화학은 생산 중인 CNT를 LG에너지솔루션 등 배터리 업체에 양극 도전재 용도로 공급할 방침입니다.

탄소나노튜브는 튜브를 이루는 탄소의 구조에 따라 ▲단일벽 탄소나노튜브(SW CNT) ▲이중벽 탄소나노튜브(DW CNT) ▲다중벽 탄소나노튜브(MW CNT)로 분류됩니다.

LG화학은 실리콘 음극 소재로 활용되는 SW CNT도 개발하고 있습니다. 양극재 CNT보다 양산에 어려움이 있지만 러시아 옥시알 등 해외 업체들의 CNT 도전재를 대체해 나갈 수 있을 것으로 기대를 모으고 있습니다.

LG화학은 MW CNT도 생산 중입니다. 양극재 내 전도도를 10% 이상 개선하면서 t당 가격은 SW CNT 보다 저렴해 배터리 제조 단가를 낮추는 효과를 거둘 수 있습니다.

LG화학 CNT 제품 모습. [사진=LG화학]

LG에너지솔루션은 양극 소재를 천연 흑연과 CNT를 섞어 사용합니다. 양극재 내부에 CNT 도전재 함량을 늘리고 천연 흑연 비중을 줄이는 방식을 적용합니다. 이 같은 방법은 양극재 내 한정된 공간에서 에너지 효율을 극대화할 수 있는 장점이 있습니다. 이는 다른 도전재 사용량을 약 30% 줄여 양극재 용량 확대를 가능하게 합니다.

이 외에도 LG에너지솔루션은 기존 NCM(니켈 코발트 망간) 배터리에 CNT 도전재와 실리콘 음극재를 결합해 높은 배터리 용량과 빠른 충전 속도를 지닌 첨단 배터리 제조에 나섰습니다. 실리콘 음극재는 흑연보다 에너지 밀도와 충전 속도가 대폭 개선된 점이 장점입니다.

에너지 전문 시장조사기관 SNE리서치에 따르면 오늘 2030년까지 MW CNT의 수요가 약 30배 증가해  2000t에서(2020년 기준) 6만3000t까지 늘어날 전망입니다. SW CNT는 같은 기간 약 3000배로 증가해 2020년 1t에서 2030년 2만7500t으로 늘어난다고 합니다.

급등하는 전기차 수요와 함께 커지고 있는 CNT 시장에서의 국내 기업들의 선전이 기대됩니다. 

aaa22@newspim.com

[뉴스핌 베스트 기사]

사진
정부조직 개편 방식 '안갯속' [서울=뉴스핌] 윤채영 기자 = 이재명 정부의 조직 개편 발표가 오는 8월 13일로 정해진 것으로 확인됐다. 국정기획위원회는 이달 말 대국민보고를 할 계획이었지만 미뤄지면서 정부조직 개편의 구체적인 방식은 안갯속이다. 26일 뉴스핌 취재를 종합하면, 국정위는 정부 조직 개편안 등을 이재명 대통령에게 보고하며 막바지 정리 작업 중에 있다. 개편이 유력한 기획재정부와 검찰 조직 등에 대한 추가 검토가 이뤄지고 있는 것으로 알려졌다. [서울=뉴스핌] 이길동 기자 =이한주 국정기획위원회 위원장.2025.07.22 gdlee@newspim.com 국정위는 당초 이달 중 대국민보고 등 주요 일정을 마칠 계획이었다. 국정위의 법적 활동 기한은 60일로 오는 8월 14일까지 활동할 수 있다. 1회 한해 최장 20일까지 연장할 수 있지만 국정위는 조기에 활동을 마무리 하겠다고 했다. 국정위의 속도전에 제동이 걸린 데는 정부의 첫 조직 개편인 만큼 조금 더 신중해야 한다는 목소리가 크게 작용한 것으로 알려졌다. 환경부와 산업자원통상부의 기후와 에너지 파트를 분리해 기후에너지부를 신설하는 과정에서 각 부처의 반발도 나오는 점 등이 대표적이다. 또 이 대통령이 이달 말에서 내달 초 방미 일정이 잡힐 수 있다는 점도 정부조직 개편이 늦어진 배경인 것으로 전해졌다. 1차 정부조직 개편안에는 기재부의 예산 분리 기능과 검찰청 폐지가 담길 것이 유력하다. 조승래 국정위 대변인은 앞서 "기재부 예산 기능을 분리하는 것과 (검찰청의) 수사와 기소 분리는 공약 방향이 명확하다"고 말했다. 기재부 조직 개편은 ▲예산 편성 기능을 분리해 과거의 기획예산처를 되살리고 나머지 기능은 재정경제부로 개편하는 안 ▲예산처가 아니라 재무부를 신설하는 안 ▲기재부 내에서 기능을 조정하는 안 등이 거론돼 왔다. 이 방안들을 놓고 국정위는 검토하고 있다. 현재는 기획재정부를 기획예산처와 재정경제부로 나누는 안이 유력한 것으로 알려졌지만, 국정위는 초안 등과 관련해서는 말을 아끼고 있는 상황이다. 검찰청 폐지 골자의 검찰 조직 개편안도 이번 조직 개편에 포함될 가능성이 높다. 이미 여당에서는 검찰의 수사권과 기소권을 분리하는 내용의 '검찰개혁 4법'을 발의했다. 김용민 더불어민주당 의원 등이 발의한 법안에는 검찰 권력의 핵심인 기소권은 법무부 산하에 공소청을 신설해 여기로 이관하는 내용이 담겼다. 수사권은 행정안전부 산하에 중대범죄수사청을 신설해 이곳으로 넘기기로 했다. 다만 수사권을 행안부 산하에 둘지 법무부 산하에 둘지를 두고는 여권 내에서도 이견이 있어 더 논의 중인 것으로 알려졌다. 금융위원회와 금융감독원 개편 방안을 놓고도 논의가 이어지고 있는 것으로 전해졌다. 당초 금융위 해체 차원의 '금융위 정책과 감독 기능 분리' 조직 개편안이 유력했다. 그러나 최근 여당에서 기획재정부 내 국제금융 업무를 금융위로 이관하는 내용의 법안을 발의하며 '금융위 존치론'이 급부상하고 있다. 금융위 해체론에 제동이 걸렸다는 목소리가 나오면서 이 역시도 오리무중인 상황이다. ycy1486@newspim.com 2025-07-26 07:00
사진
특검, 한덕수 자택·총리공관 압수수색" [세종=뉴스핌] 양가희 기자 = 내란특검팀이 24일 국무총리 서울공관에 대한 압수수색에 들어갔다. 국무총리실은 이날 문자 공지를 통해 특검팀의 수사에 적극 협조하고 있다며 이같이 밝혔다.   특검은 이날 한덕수 전 총리 자택 압수수색에도 나섰다. [서울=뉴스핌] 이형석 기자 = 한덕수 전 국무총리가 2일 오후 서울 서초구 서울고등검찰청에 마련된 내란 특검 사무실에서 조사를 마치고 차량으로 이동하고 있다. 2025.07.02 leehs@newspim.com 한 전 총리는 윤석열 전 대통령의 비상계엄 선포 계획을 알고도 이를 묵인 또는 방조했다는 의혹을 받고 있다. 특검은 압수물 분석을 마치는 대로 한 전 총리 등을 다시 조사한 뒤 구속영장 청구 여부 등을 검토할 전망인 것으로 알려졌다. sheep@newspim.com 2025-07-24 13:54
안다쇼핑
Top으로 이동