2024년 4월 22일, 허베이경제일보는 허베이옌밍화학설비유한공사에 관한 1면 보도를 실었다.
다음은 보고서의 세부 사항입니다.
글로벌 전력배터리 선도 기업인 닝더 에라의 생산 공장에는 높이 8미터, 지름 3.8미터에 달하는 원통형 ‘대형 항아리’들이 줄지어 서 있는데, 이는 배터리 소재용 연속 건조기입니다. 이들 건조기는 리튬배터리 원료의 생산에 있어 핵심 설비로, 리튬배터리의 성능과 안전성에 직접적인 영향을 미칩니다. 이 제품들은 허베이성에서 제작됩니다.
생산 공장에서 직원들이 디스크 연속 건조기의 내부 구조를 설명하고 있다. 허베이 경제일보 기자 류펑펑 촬영
4월 12일, 기자는 스자좡 고신구에 위치한 허베이 옌밍 화학설비유한공사(이하 ‘옌밍 설비’)를 방문하여 전력용 리튬배터리 소재 생산을 위한 기술과 장비를 살펴보았다.
데이터에 따르면 중국의 신에너지차는 9년 연속 세계 선두를 달리고 있으며, 2023년에는 각각 958만7천 대와 949만5천 대의 생산 및 판매 실적을 기록했다. 신에너지차의 핵심 부품인 파워배터리는 신차 원가의 약 40%를 차지한다.
“리튬배터리의 생산 공정은 비교적 복잡합니다. 배터리 양극재의 건조는 배터리 생산에서 핵심적인 공정으로, 이를 통해 금속 이물질을 효과적으로 감소시키고 배터리 단락 및 화재를 예방할 수 있습니다.” 허베이 옌밍 화학설비유한공사의 총경리 쉬옌궈는 이렇게 말했습니다. “현재 당사의 원반 연속식 건조기가 리튬배터리 양극재를 건조하는 과정에서 재료 내 자성 물질의 증가량이 7ppb(1ppb는 10억 분의 1) 미만으로, 세계 최저 수준에 도달했습니다.”
이 공정의 지속적인 혁신은 끊임없는 과학 연구와 혁신에서 비롯됩니다.
2017년, 한국의 LG화학과 합작·협력 관계에 있는 저장화유코발트유한공사가 배터리 소재 건조기 주문을 제출했다. 한국 수요처의 요구에 따르면, 건조된 배터리 양극재에서의 자성 물질 함량 증가를 50ppb 이하로 제한하도록 설정되었다. 고객의 이러한 요구를 접한 후, 서연국은 당시 국가 기준이 1,000ppb 이하였다는 점을 고려하지 못해 실수를 범했다.
이처럼 ‘비현실적’인 지표에 직면하자 당시 회사 내부에서는 일부 반대의 목소리가 있었지만, 서연국은 결국 힘든 과제를 해결하기 위해 전담팀을 구성하기로 결심했다. “고객의 요구는 다소 가혹하지만, 공정 지표의 개선과 최적화는 앞으로 산업이 나아가야 할 필연적인 방향입니다. 이는 우리에게 도전이자 동시에 기회이며, 결코 놓쳐서는 안 됩니다!”
쉬옌궈는 십여 명으로 구성된 팀을 이끌고 연구실과 생산 공장에서 직접 머물며 수차례에 걸쳐 설비를 조정하고 시험을 실시했으며, 그 횟수를 세기 어려울 만큼 다양한 시험을 진행했습니다. 재료 기술부터 설비 설계, 생산 및 서비스에 이르기까지 모든 분야에서 1년 넘게 꾸준히 노력한 끝에 마침내 고객의 기준을 충족했고, 이후 주문 물량도 원활하게 납품되었습니다.
이 수주를 따낸 것은 단지 시험의 시작에 불과합니다. 이후 LG화학은 자성 물질의 증가량이 20ppb를 초과해서는 안 되며, 더 나아가 10ppb를 넘어서서는 안 된다는 지표를 제시했습니다. 이에 따라 옌밍 설비는 공정을 지속적으로 개선하고 장비 성능을 향상시키는 한편, 공정 파라미터, 온도 제어, 장비 정밀도 등의 분야에서 뛰어난 역량을 발휘하며 리튬배터리 소재 건조 분야에서의 지속적인 경쟁 속에서도 그 기술력을 입증해 왔습니다. 2017년부터 2021년까지 옌밍 설비는 LG화학 및 그 합작·협력 기업으로부터 총 100건 이상의 수주를 확보했으며, 양사 간의 협력 관계는 현재까지도 지속되고 있습니다.
생산 공장에서 근로자들이 설비를 점검·조정하고 있다. 허베이 경제일보 기자 류펑펑 촬영
옌밍 설비의 생산 공장에서 기자는 새로 제작된 배터리 소재용 디스크형 연속 건조기를 직접 확인했는데, 내부 스택을 손가락 끝으로 가볍게 스치기만 해도 표면이 매끄럽고 결함 없이 부드러웠다. 이 제품의 접촉 부품 표면 거칠기(Ra)는 최저 Ra0.2 이하까지 달성할 수 있는 것으로 알려졌다.
“저희는 건조, 증발, 결정화, 탄화 및 정제 공정 분야에서 글로벌 리튬배터리 신에너지 산업의 주요 공정·설비 공급업체 중 하나로 자리매김했습니다.” 쉬 얀궈는 옌밍 설비가 리튬배터리 음극재 전구체 및 리튬염 디스크 연속 건조 기술과 장비 분야에서 세계 선도 기업이라고 말했습니다.
‘친구의 범위’를 지속적으로 확대하고 ‘비즈니스 영역’을 넓혀가고 있습니다. 현재 옌밍 설비는 닝더 타임스, BYD, 민메탈스 솔트 레이크, 화유 코발트 산업, 파일럿 머티리얼스, 시노켐 리튬, BASF, 야바오 케미컬, LG화학, 롱제, 광화테크놀로지 등 200여 개 기업과 협력 관계를 구축했으며, 글로벌 리튬 신에너지 산업에서 두각을 나타내고 있습니다.
생산 작업장에서 근로자들이 설비를 닦고 있다. 허베이 경제일보 기자 류펑펑 촬영
최근 들어 전고체 배터리 관련 뉴스가 ‘다시금 화제’를 모으며, 쉬옌궈의 주목을 받았다.
“신에너지 차량용 전고체 배터리는 액체 전해질을 제거하고 고체 전해질을 사용하기 때문에 안전성이 높습니다. 또한 에너지 밀도가 더 높고 주행 거리도 길어 1,000~1,300킬로미터에 달합니다.” 쉬옌궈는 생산 과정에서 전고체 리튬 금속 배터리의 음극에는 기존의 주류 탄소 소재와는 다른 리튬 금속을 사용할 수 있다고 말했습니다. “리튬 금속의 전단 생산 공정 라인 개발에 있어 우리는 염화리튬 농축, 결정화, 여과 및 건조의 전체 생산 라인 최적화와 함께 염화리튬과 염화나트륨의 분리 등 관련 기술의 최적화에도 전념할 것입니다.”
리튬배터리 소재 분야에서, 해당 장비는 더 나은 성과를 내고 더 많은 것을 이루고자 합니다.
신에너지차의 폭발적인 성장에 따라 전력배터리의 ‘폐기 대란’도 본격화되고 있습니다. 신에너지차 산업 사슬의 ‘마지막 마일’로서, 전력배터리 재활용을 위한 새로운 사업 영역이 부상하고 있습니다. 리튬이온 신에너지 산업에서 21년간 장비와 기술의 개발·설계 분야에 종사해 온 ‘노장’인 쉬옌궈는 일찍이 조리 리튬카보네이트의 연속 탄화 및 정제 기술을 개발했으며, 이 기술은 국내 조리 리튬카보네이트 및 폐배터리 내 리튬염 정제 과정에서 널리 활용되어 배터리 등급의 고순도 리튬카보네이트를 생산하는 데 사용되고 있습니다.
“전력용 배터리의 재활용은 생태적 가치뿐만 아니라 시장적 가치도 지닙니다. 올해 우리 회사가 중점적으로 추진할 방향입니다.” 쉬옌궈는 올해 회사가 폐배터리에서 리튬을 추출하는 순도와 회수율을 높이는 연구개발 투자를 확대하는 데 주력하여, ‘배터리 생산–사용–단계별 활용–재활용 및 재자원화’로 이어지는 산업 선순환 체계를 구축하는 데 기여하겠다고 밝혔다.
