▲ ‘인터배터리 2025’에서 씨아이에스케미칼 김영만 CSR(맨 左)과 직원들이 이차전지 양극재 원료 소재 제품군을 소개하고 있다.

광양 2공장 8월 준공, 국내 첫 상조적 용매추출(SSX) 기술 세계 최고 수준 리튬 회수율 달성

고순도 알루미나, 이차전지(배터리) 유가금속 등 첨단 소재 제조기업 ㈜씨아이에스케미칼(CIS케미칼)이 전기차 포스트 캐즘(일시적 수요 둔화)을 대비해 사용후 배터리 리사이클링을 통한 전기차 배터리 양극재 핵심소재인 탄산리튬(Li2CO3) 국산화를 추진한다.

씨아이에스케미칼(대표 이성오)은 3월5일부터 7일까지 서울 코엑스 전관에서 개최된 국내 최대 배터리 전문 전시회인 ‘인터배터리 2025’에 부스를 마련하고 회사가 국산화에 성공한 △니켈금속/산화물 △Pure-MHP(니켈수산화침전물) △탄산리튬(Li2CO3) △황산니켈(NiSO4·6H2O) △황산코발트(CoSO4·7H2O) △금속복합액((Ni+Co)SO₄) 등 이차전지 양극재 원료 소재 제품군을 선보였다.

반도체 및 산업용 고순도 알루미나 및 이차전지 양극도핑재 사업을 영위해 온 씨아이에스케미칼은 전기차 시장 확대로 수요가 급증하고 있는 이차전지 양극재 원료 소재를 신사업으로 점찍고, 2023년 12월 전남 광양 세풍산업단지에 1만평 규모의 이차전지용 유가금속 소재 생산 공장을 완공하고 양산하고 있다.

씨아이에스케미칼의 기술 경쟁력은 사용후 배터리, 셀스크랩, 양극재 스크랩뿐만 아니라 제련 부산물, 슬러지 등 다양한 폐자원을 가지고 고온·고압으로 원료를 침출시켜 불순물을 제어하는 선택적 침출 공정과 니켈, 코발트, 리튬 등 목적금속을 고순도로 추출할 수 있는 상조적용매추출(SSX) 기술이다.

선택적 침출과 상조적 용매추출 기술로 구성된 CMS(CIS Multi Solutions) 기술은 유가금속을 친환경적이면서 생산성 높게 제조할 수 있는 독창적인 기술로서 중화제(NaOH)의 사용량을 절감 시키고, 95% 이상의 회수율을 확보하고 30% 이상의 에너지를 절감할 수 있어, 원가경쟁력이 높은 기술이다.

이러한 기술력을 기반으로 싸이이에스케미칼은 광양공장에 연산 2만톤 규모의 MHP 생산라인을 갖추고 이차전지 전구체용 원료 소재인 Pure-MHP를 양산해 국내외 배터리 고객사에 공급하고 있다.

MHP는 이차전지 양극재 전구체의 핵심 원료인 황산니켈 제조 시 사용되는 니켈 중간재로, 천연광물에서 추출하는 기존 MHP와 달리 씨아이에스케미칼은 국내에서 폐배터리 소재로부터 MHP를 직접 생산할 수 있어 가격경쟁력 확보는 물론 친환경적이고 안정적인 생산이 가능한 것이 장점이다.

나아가 씨아이에스케미칼은 MHP 생산 이후 남겨지는 리튬 함유 용액으로부터 국내 최초 상조적 용매추출(SSX) 기술을 이용하여 순도 99.5% 이상의 배터리용 고순도 탄산리튬을 양산하는 사업도 본격 추진한다.

LFP(리튬인산철배터리)나 중저가 미드니켈 배터리 양극재의 원료로 탄산리튬이 쓰인다. 중국은 전세계 탄산리튬의 80%를 소비하는 최대 수요국인데, 글로벌 전기차 캐즘에도 불구하고 중국 전기차 시장이 노후차를 신차로 교체할 시 보조금을 지급하는 이구환신(以舊換新) 정책에 힘입어 높은 성장세를 이어가면서 탄산리튬 수요가 급증하고 있다.

중국 전망산업연구원에 따르면 중국 탄산리튬 수요량은 2019년 17만5,400톤에서 2023년 66만7,000톤으로 연평균성장률이 40%에 달했으며, 전기차 및 ESS(에너지저장시스템) 시장 성장세에 힘입어 2029년에는 약 200만톤에 달할 것으로 예측되고 있다. 중국은 탄산리튬 공급 부족으로 인해 2023년 기준으로 약 15만톤의 탄산리튬을 칠레, 아르헨티나, 한국 등에서 수입했고 탄산리튬 가격도 지난해부터 다시 반등하고 있다.

이러한 시장 상황에 맞춰 씨아이에스케미칼은 탄산리튬 양산을 위해 광양 공장 부지에 2단계 공장을 건설 중이며 오는 8월 준공을 앞두고 있다. 독자적인 CMS 공정을 통해 폐자원에서 리튬 회수율이 95% 이상으로 세계 최고 수준이며 에너지 비용도 타사 대비 70% 미만으로 낮출 수 있어 가격경쟁력이 우수할 것으로 전망되고 있다. 이번 인터배터리에서 씨아이에스케미칼이 탄산리튬 샘플을 선보였는데 중국 등 해외바이어들이 연이어 찾아와 적극적으로 구입을 문의하는 모습을 볼 수 있었다.

이성오 씨아이에스케미칼 대표는 “자동차 산업에서의 전동화 전환은 시간문제이기 때문에 이차전지 시장은 지속 성장할 것이며 지금 어렵더라도 기술개발과 설비에 대해 투자를 해야 미래를 담보할 수 있다”며 “보호무역주의가 강화되면서 소재 공급망이 날로 중요해지고 있는 가운데, ‘K-배터리’의 경쟁력 강화에 꼭 필요한 소재 국산화를 위해 적극 노력하겠다”고 밝혔다.

▲ 인터배터리 2025에 마련된 씨아이에스케미칼 전시부스에 많은 국내외 바이어들이 찾아와 구입과 협력을 문의하고 있다.

▲ 씨아이에스케미칼의 전남 광양 이차전지용 유가금속 소재 생산 공장 전경