LG화학이 전구체 없이 만드는 ‘전구체 프리 양극재(LG Precursor Free, LPF)’를 국내 최초로 양산해 고객사에 공급하기 시작했다. 일반적으로 양극재는 중간재인 전구체를 거쳐 제조되지만, LG화학은 이 과정을 생략하고도 동등 이상의 성능을 구현하는 데 성공했다. 국내 이차전지 업계에서 LPF 양극재의 상업 생산과 납품에 나선 것은 LG화학이 처음이다.

◆ 'LGHY BCM' 구미공장서 파일럿 양산...고객사는 LG엔솔?
18일 업계에 따르면 LG화학은 최근 경북 구미 국가산업단지 내 'LGHY BCM' 공장에서 LPF 양극재 양산을 시작하고 일부 고객사에 공급을 개시했다. 구미공장은 단일 기준 세계 최대 규모의 양극재 생산 기지로, LG화학과 중국 화유코발트가 각각 51%, 49%의 지분을 가진 합작사 'LGHY BCM'이 운영하고 있다. 앞서 LG화학은 지난 3월 올 상반기 중 해당 제품의 본격 양산을 예고한 바 있다. 

구미공장은 양극재 생산을 위한 6개 라인과 소성로, 수세 설비 등을 갖췄다. 연간 최대 생산 능력은 6만 톤 수준이며, 이 중 일부 공장에서 전구체를 사용하지 않는 ‘LPF 양극재’가 생산되고 있다. 정식 양산단계에 앞서 일부 파일럿 공장에서 전구체 없는 '하이니켈 양극재'를 생산해 공급하고 있는 것으로 파악된다. 다만 고객사와 구체적인 공급 물량 등은 확인되지 않았다. 

LG화학 관계자는 “정확한 생산 시기와 고객사 등에 대해선 언급하기 어렵다”고 말했다. LG화학은 현재 양극재 관련 프로젝트 전반에 대해 높은 수준의 보안을 유지하고 있다. 심지어 전구체 프리 신공정을 개발한 내부 조직의 명칭이나 인원 구성조차 외부에 노출하지 않고 있다. 하지만 업계에선 이번 전구체 프리 하이니켈 양극재를 LG에너지솔루션에 공급하기 시작한 것으로 보고 있다.

◆ LG화학 "전구체 빼도 저온 출력 등에서 동등 성능 확인"
LG화학은 전구체 프리 양극재 생산을 통해 새로운 전구체를 개발하는 데 소요되는 시간을 대폭 줄일 수 있게 됐다고 설명했다. 전구체 생산 설비 확장을 위한 투자비는 물론, 폐수 처리 비용 부담까지 낮출 수 있어 수익성 개선에도 기여할 것으로 내다보고 있다. LG화학 관계자는 "기존 전구체 공정은 폐수가 많이 발생했지만 전구체 신공정을 적용하면 폐수를 줄일 수 있어 ESG 측면에서도 유리하다"고 답했다.

전구체를 뺐더니 장점이 많다고 강조했다. 전구체 신공정과 관련해 LG화학 관계자는 "전구체를 적용한 기존 양극재 대비 개발 및 생산 기간이 단축되고 비용도 줄었다"면서 "고객이 원하는 개발 리드타임 적기 대응도 가능하다"고 강조했다. 또 "LG화학 자체 실험 결과 기존 제품과 비교해 구조적으로는 유사하나 저온 출력, 가스발생량 등의 특성에서 동등 이상 성능이 확인됐다"고 설명했다.

현재 LG화학이 공급하는 LPF는 니켈 함량 80% 이상인 하이니켈 제품이다. 회사는 라인업을 다변화할 계획인데 크게 3단계로 구분된다. 2026년까지는 니켈 함량 60%에 에너지 밀도 670Wh/L 제품을, 2027년에는 동일한 Ni 60% 기반으로 700Wh/L급 제품을 출시하고 2028년에는 니켈 함량을 70%까지 높인 750Wh/L 이상 제품을 선보인다는 구상이다. 회사 관계자는 "고전압 미드니켈 등 후속 제품군에도 확대 적용 예정이며 현재 개발하고 있다"고 말했다. 

◆LG화학, 전구체 프리 양극재 개발 시작은 '줄이는 고민'에서 출발
전구체 프리 양극재 개발의 시작은 '줄이는 고민'에서 시작됐다. 회사 관계자는 "최종적으로 전기차 등 고객의 구매 편의성을 높이기 위해서는 가장 기본이 되는 배터리 소재분야에서부터 혁신이 이뤄져야 한다"면서 "이를 위해 양극재 제조원가 절감과 개발기간 단축, 신규 원재료 공급망을 확보하기 위한 시도로 시작됐다"고 전했다. 이어 "국내 경쟁사들이 시도하지 않았던 원료들을 개발하고 최초로 양극재에 시도했다는 것 자체가 큰 도전이었다"고 부연했다.

박광진 가천대학교 계공학과 교수는 "국내에서 전구체 부터 생산을 해서 제작해 중국과 가격 경쟁력을 맞추기는 매우 어렵다. 이유는 제작 단가는 맞출 수 있다 할지라도 제작하는 과정 중에 발생되는 환경 오염을 방지 하기 위한 일들이 국내에서는 매우 장비와 큰 자금이 필요하기 때문에 가격 경쟁력을 갖추기 힘들다"고 전했다. 

그러면서 "기업이 무전구체로 진행한다면 전구체를 해외에서 수입해서 하는 것이 아닌 국내에서 처리가 가능하기 때문에 가격 우위를 가진 중국산을 가져와서 와소성해 배터리를 제작하는 것보다 가격 경쟁력이 있을 것"이라고 봤다. 그러면서 "중국 산 전구체가 성능이 좋아도 운송 비용과 보관 비용 등이 발생하기에 국내 생산이 된다면 충분히 가격 경쟁력을 가질 수 있고 배터리 시장에도 영향을 미칠 것으로 본다"고 말했다.