▲ 제이오의 김주희 상무이사가 나노코리아 산업화세션 세미나에서 이차전지도전재용 CNT 생산케파를 설명하고 있다.

전기차 전환 시대를 맞아 최근 배터리 수요 급증으로 인해 도전재와 바인더 시장이 급성장하는 가운데 제이오가 배터리 도전재용 탄소나노튜브(CNT)의 생산 캐파를 2025년까지 2천톤으로 늘린다.

지난 2006년 CNT 대량합성장치를 개발하고 국내 최초로 CNT 상용화에 성공한 제이오(대표 강득주)는 최근 안산공장에서 증설을 마무리하고 연 300톤의 CNT 생산캐파를 확보했다. 현재 내년 완공을 목표로 추가로 400톤 증설 중이며 2025년까지 생산캐파를 2,000톤까지 확대할 계획이다.

도전재는 배터리내 전하의 이동통로 역할을 돕는 소재로 기존에는 카본블랙이 사용됐는데 이를 CNT로 대체하면 에너지 밀도 및 수명이 향상되고 배터리 크기도 줄일 수 있는 장점이 있다. CNT를 양극 도전재로 사용하면 기존의 카본블랙 대비 약 10% 이상 높은 전도도를 구현해 도전재 사용량을 약 30% 줄이고 그 공간을 필요한 양극재로 더 채워 리튬이온배터리의 용량과 수명을 늘릴 수 있어 1회 충전에 500㎞ 이상 주행이 가능한 장거리 전기차에는 CNT가 필수적이다.

이러한 배터리에 들어가는 CNT는 철(Fe)이 없어야 하고 분산이 잘되는 고순도 제품이 필요한데 이를 생산 할 수 있는 기업은 국내 LG화학, 제이오, 일본의 제온, 중국의 시나노 등으로 극소수다.업계에서는 글로벌 CNT 수요가 지난해 5,000톤 규모에서 2024년 2만톤 규모로 연평균 약 40% 이상의 폭발적인 성장세를 기록할 것으로 전망하고 있다.

이 때문에 한국 배터리 생산기업인 LG에너지솔루션, 삼성SDI, SK이노베이션은 물론이고 일본 파나소닉과 중국 기업들은 고순도 CNT 수급에 안간힘을 쓰고 있으며, 지난 4월 LG화학은 1,200톤의 CNT 증설을 완료해 총 1,700톤의 생산캐파를 확보한데 이어 2025년까지 3배 이상 증설할 계획임을 밝힌바 있다.

제이오의 양극 도전재용 JENOTUBE 10B(MWCNT)는 경쟁사대비 우수한 전도성 및 가격경쟁력을 가지며 음극 도전재용 JENOTUBE 6A(TWCNT)는 SWCNT와 유사한 특성을 보유하고 있다.

지난 9일 열린 나노코리아2021 차세대배터리 세미나에서 김주희 제이오 상무는 ‘이차전지 도전재용 탄소나노튜브의 소재개발 및 활용’ 주제발표를 통해 “4세대 카본인 CNT는 일본이 종주국이지만 국내 기술로도 충분히 해외 글로벌 기업과 경쟁할 수 있는 매력적인 소재라고 볼 수 있다”고 말했다.

이어 “CNT는 기존 탄소시장을 가속화, 고도화 시킬 수 있는 신시장 개척과 신기술 창출이 가능하다”며 “기존 카본블랙보다 빛 흡수력이 높아 고급 안료로 적용되거나 이차전지 도전재, 일본이 개발 중인 항공우주구조체 등으로 응용될 수 있다”고 전했다.

또한 “CNT는 차세대 배터리 개발에 있어 전지의 구조 및 조성에 관계없이 반드시 필요한 나노 구조체”라며 회사의 CNT 증설 계획을 밝혔다.

한편, 1994년 설립된 제이오는 제이오는 석유화학, 신소재 생산설비 사업과 함께 CNT 등 나노소재 사업을 영위하고 있으며 국내 대기업 등에 약 1천건의 플랜트 시스템을 공급해 왔다. 지난 15년간 CNT를 지속 투자·개발해 왔으며 추가 증설에 필요한 자금 확보를 위해 주식시장 상장을 계획하고 있다.

▲ 나노코리아2021의 제이오 부스에 전시된 제이오의 CNT