이차전지 음극재 핵심광물 '흑연'…국산화 사업 진행 중

이차전지 음극재 핵심소재인 흑연의 국산화를 위한 기술개발 사업이 진행되고 있다.

현재 흑연은 전량 수입에 의존한다. 산업통상자원부(산자부)는 한국에너지기술평가원을 통해 국내에 매장되어 있는 음극재용 천연흑연을 안정적으로 확보하기 위한 '음극재용 흑연광 스마트 탐사 및 원료화 기술개발' 사업을 진행하고 있다. 주관기관은 보민글로벌(주)이다.

흑연은 천연흑연과 인조흑연으로 구분된다. 천연흑연은 흑연화도가 높아 소재를 생산하기 위해 사용되는 에너지가 인조흑연보다 월등히 적고 탄소배출 측면에서 유리하다. 또 낮은 가격 대비 높은 에너지 저장용량이라는 장점이 있고, 표면 처리기술까지 발달해 성능이 대폭 향상되고 있어 국내 천연흑연을 활용한 이차전지 음극재 소재 개발 가능성이 주목받는다.

지난해 6월 자동차산업연합회의 조사에 따르면 천연흑연의 중국 의존도는 100% 가까이에 달했다. 한국무역협회의 조사에서도 지난해 천연 흑연의 수입액 7195만 달러 중 89.6%가 중국에서의 수입액으로 나타났다. 그동안 중국에 의존해 온 천연흑연은 미국 인플레이션감축법(IRA)으로 인해 국산화 필요성이 높아지게 됐다는 것이 업계 설명이다.

이동권 보민글로벌(주) 연구소장은 "현재 추진 중인 연구개발을 통해 특정 국가에 편중된 이차전지 원료의 공급이 국제관계의 긴장과 변화가 발생하더라도 안정적으로 이뤄질 수 있도록 기여할 것"이라며 "이를 위해서는 국내 흑연광산 개발사의 탐사비용 절감, 정확한 매장량 예측, 광산개발의 최적화 및 선진화, 음극재용 흑연의 선광과 제련 기술 및 음극재 원료화 기술을 선제적으로 확보하는 것이 매우 중요하다"고 했다.

이번 사업에는 한국지질연구원(신승욱 박사)이 국내 음극재 흑연광에 대한 스마트 탐사기술과 고순도 흑연제조를 위한 선광과 제련 기술에 대한 연구를 수행하고 있다. 또 부경대학교(최요순 교수)가 최첨단 흑연 광산개발을 위한 채광 공정 모델링 및 디지털트윈 연구를 수행하고 있고, 한국화학연구원(전영표 박사)은 피치 제조, 구상화 공정개발과 음극재 원료화 연구를 진행 중이다.

현재 사업은 2단계 과정을 추진 중이다. 가평을 포함한 전국 3개소의 흑연 광구를 대상으로 탐사, 광체 분포 및 매장량 파악을 수행하고 있다. 이후 국내 전문기관과 함께 경제성 분석과 개발, 선광과 제련, 원료화 과정까지 이차전지 음극재용 구형흑연 원료의 자급화를 추진할 예정이다.

연구단은 그간 추진해 온 기술개발 주요 내용과 연구 성과를 이날(31일)부터 다음달 1일까지 경주화백컨벤션센터에서 개최되는 기술세미나에서 발표할 예정이다.

홍재영 기자 hjae0@mt.co.kr