에코프로, 세계 최초 초박막 리튬메탈 구현… 전고체 로드맵 가동

하이드로퀘백과 프로젝트 착수
3~15㎛ 구현… 기존 최저 50㎛
전고체 배터리시장 진일보 기대

에코프로 CI. 에코프로 제공.

에코프로이노베이션이 차세대 배터리로 주목받고 있는 전고체 배터리 시대를 선점하기 위해 캐나다 하이드로퀘벡과 공동 추진 중인 '트리니티(TRINITY) 프로젝트' 로드맵을 본격 가동한다. 2033년까지 4단계에 걸쳐 상업화 할 계획으로, 회사는 앞서 세계 최초로 두께 3~15㎛의 초박막 리튬메탈 구현에 성공한 바 있다.

10일 배터리 업계에 따르면 에코프로이노베이션은 캐나다 하이드로퀘벡과 리튬메탈 음극의 개발부터 양산까지 아우르는 트리니티 프로젝트에 착수했다. 실험실 수준에서의 프리파일럿 단계를 거쳐 파일럿, 상용화, 생산능력 확대라는 총 4단계로 대량생산 체계를 구축해가는 스케일업이 특징이다.

리튬메탈은 차세대 배터리로 주목받는 전고체 배터리의 핵심 음극 소재다. 전통적인 흑연보다 에너지 밀도 2배 이상 무게는 가볍고 출력도 뛰어나다. 고체 전해질과 조합되면 리튬 덴드라이트 발생도 억제할 수 있다.

현재는 트리니티 프로젝트 1단계로, 실험실 수준에서 리튬메탈 음극의 기술 구현은 완료한 상태다. 두께 3~15㎛와 폭 300㎜, 길이 200m의 규격의 리튬메탈 음극을 하루 약 5㎏을 소량 생산 중이다.

기존 리튬메탈 제품 중 가장 얇은 것이 50㎛ 수준임을 고려할 때 에코프로이노베이션의 3~15㎛ 초박막 리튬메탈은 세계 최초의 기술력이다. 올해부터 2027년까지 현재 랩스케일 수준의 생산능력을 프리 파일럿 규모로 확장할 계획이다.

당장 내년에 캐나다에 황화리튬 생산을 위한 파일럿 라인을 구축할 계획이다. 황화리튬은 전고체 배터리의 고체 전해질 원료인데 트리니티 1단계 프로젝트에서 리튬메탈 음극과 황화리튬 양쪽 핵심소재를 동시에 개발해 전고체 배터리 소재 전반의 주도권 확보를 준비하고 있는 것이다.

2027년부터 2029년에는 트리니티 2단계로 파일럿 단계로 설비를 확장할 계획이다. 리튬메탈의 폭을 500~1000㎜로 더 넓히고, 길이도 1㎞까지 늘려서 더 큰 크기로, 더 많은 양을 한 번에 연속 생산하는 방향으로 설비를 구축한다. 현재는 퀘벡주에 위치한 하이드로퀘벡의 연구소를 활용하고 있지만 2단계부터는 별도 부지를 매입해 자체 생산시설을 짓고 생산할 계획이다.

전고체 배터리 시장의 성장이 예측되는 시점인 2029년부터 2032년까지는 리튬메탈 음극의 대량 공급을 시작할 계획이다. 이어 2032년부터는 생산능력을 본격 확대하는 4단계 로드맵을 따라 시장 수요에 적극적으로 대응한다는 전략이다.

에코프로이노베이션과 하이드로퀘벡은 각각 상업화와 원천기술 개발에 강점을 가진 만큼 상호 보완적인 협력 구조를 구축하게 됐다. 하이드로퀘벡은 생산보다는 원천기술 개발과 이전에 특화된 공공기관이며, 에코프로는 대규모 생산과 공정 설계를 추진하고 있어 공동 개발에 대한 이해관계가 정확히 맞아떨어진 셈이다.

에코프로 관계자는 "수산화리튬을 공동 생산함으로써 원가 경쟁력을 확보하고 있는 데다 각자의 강점을 살려 상업화와 기술 개발을 동시에 추진하는 구조"라며 "2030년 전후라는 전고체 배터리 시장의 개화에 맞춰 리튬메탈 음극의 대량 공급체계를 선제적으로 완성할 것"이라고 말했다.

박한나기자 park27@dt.co.kr