[미래기업 포커스]탑전지, '코발트 프리' 배터리 소재 대량 생산

내년부터 코발트를 사용하지 않는 전기차 이차전지 소재(양극활물질)가 전동화 차량에 투입될 것으로 전망된다. 국내 중소기업이 개발한 소재다. 기존 리튬이온 배터리에 이를 적용하면 고성능은 물론 가격 경쟁력과 안전성 확보에도 유리하다. 탑전지(대표 노환진)는 지난 7월 코발트를 전혀 사용하지 않은 '망간계 5V급 고전압 양극활물질' 개발을 완료한 데 이어 내년에 양산 라인 구축에 나선다고 27일 밝혔다. 월 생산량 1톤급의 파일럿 생산 라인은 100톤급 자동화 라인으로 증축할 예정이다.

회사는 이미 배터리셀 업체 유로셀과 공급 계약을 했다. 올해 말부터 유로셀이 공급하는 전동스쿠터용 배터리에 탑재한다. 다른 국내외 리튬이온 이차전지 제조사와도 공급 협의를 진행하고 있다.

탑전지가 개발한 리튬이온 배터리 양극재는 5V급 망간계 스피넬(첨정석) 구조 기술로, 값싼 망간의 비중은 75%로 높이고 니켈은 25%로 낮췄다. 고가의 코발트 소재를 사용하지 않고도 안정된 충·방전 성능을 지원하는 것이 가장 큰 특징이다. 기존 NCM(니켈·코발트·망간)계 리튬이온 배터리 비율은 6대2대2 내지 8대1대1이 일반 형태였다. 런던금속거래소(LME)에 따르면 6월 기준 코발트 현물가격은 톤당 2만9000달러다. 이는 니켈의 2.5배, 망간의 25배에 이른다.

탑전지 제품은 g당 배터리 용량 135㎃h이며, 평균 방전전압도 4.7V로 높다. 안전성이 뛰어나 화재 위험성도 적다. 여기에 폐수가 발생하는 복잡한 전구체 공정 등을 거치지 않아도 되기 때문에 제조 공정 단순화에 따른 생산성도 뛰어나다.

탑전지 연구원들이 연속 소성로에서 코발트 프리 양극재를 시생산하고 있다.

노환진 대표는 “탑전지는 전지시스템 설계 기술을 보유, 5V의 LMNO(리튬·망간·니켈 산화물) 양극재 개발과 생산에 유리하다”면서 “올해 안에 LTO(리튬티타늄 화합물)를 음극재로 사용, 5분 안에 충전할 수 있는 차세대 전지를 개발하겠다”고 말했다. 탑전지는 스웨덴 배터리 업체 노스볼트 등 해외 업체에 배터리 생산 기술을 공급하며, 지난해 206억원의 실적을 달성했다.

박태준기자 gaius@etnews.com