LG화학이 CNT(Carbon Nanotube·탄소나노튜브) 사업을 대폭 확장한다.

양극재 등 전기차 배터리 소재를 중심으로 급성장중인 CNT 시장을 공략하려는 전략의 일환이다.

LG화학은 여수 CNT 2공장의 1200톤 증설 공사를 마치고 상업 가동에 들어갔다고 14일 밝혔다. 기존 500톤 설비와 합쳐 총 1700톤 규모의 생산능력을 갖췄다.

CNT는 전기·열 전도율이 구리보다 높고 강도는 철강의 100배에 달하는 신소재다. 우수한 물성으로 배터리·반도체·자동차부품·면상발열체 등 첨단산업 분야에서 활용 범위가 다양하다.

이번에 완공된 LG화학 CNT 2공장은 독자 개발한 유동층 반응기를 적용해 단일라인 기준으로 세계 최대 규모로 지어졌다. 공정 혁신으로 기존 대비 전력 사용량을 30% 절감한 것이 특징이다.

이 공장에서 생산되는 CNT는 글로벌 전기차 배터리 시장을 선도하는 LG에너지솔루션 등 배터리 업체에 양극 도전재(導電材·Conductive Additive) 용도로 공급된다. '양극 도전재'란 전자의 흐름을 돕는 소재로 리튬이온배터리 첨가제로 쓰인다. 니켈·코발트·망간 활물질로 구성된 양극재 내에서 리튬이온 전도도를 높여 충방전 효율을 높여준다.

CNT를 양극 도전재로 사용하면 기존 카본블랙 대비 10% 이상 높은 전도도를 구현, 도전재 사용량을 30% 줄일 수 있다. 도전재를 줄인 만큼 양극재를 더 채울 수 있어 배터리 효율성이 높아진다.

◆ CNT 3공장 추가 증설…"첨단산업 소재 글로벌 시장 선도"

LG화학은 CNT 시장의 지속적인 성장에 따라 연내 3공장 추가 증설에 착수할 계획이다. 세계 CNT 수요가 지난해 5000톤 규모에서 2024년 2만톤 규모로 연평균 40% 이상 급성장할 것으로 예상되기 때문. 전기차 배터리 시장이 급격히 성장하는 가운데 CNT를 적용할 수 있는 새로운 영역도 확대되고 있다.

LG화학은 반도체 공정 트레이, 자동차 정전도장 외장재 등의 전도성 컴파운드와 면상발열체, 반도전 고압케이블, 건축용 고강도 콘크리트 등 신규 적용 분야로 CNT 판매를 확대해 나갈 방침이다.

LG화학은 2011년 CNT 독자기술 개발을 위한 R&D에 착수한 이래 현재까지 280여건의 관련 특허를 보유했다. 원재료인 에틸렌부터 독자 개발한 촉매와 유동층 반응기 등 생산기술·공정 및 제품으로 이어지는 수직계열화를 통해 효율을 최대치로 끌어올렸다.

핵심 기술인 촉매의 경우 코발트(Co)계 촉매를 사용해 배터리 품질에 영향을 줄 수 있는 이물 함량을 낮춰 우수한 품질을 구현한다. 통상 업계에서 주로 쓰이는 철(Fe) 촉매는 코발트 대비 금속 및 자성이물 함량이 상대적으로 높아 제품화를 위한 별도의 후처리 공정이 필요하다.

노국래 LG화학 석유화학사업본부장은 “CNT는 배터리 소재 외에도 다양한 용도로 시장 확대 잠재력이 큰 사업"이라며 "생산능력 확대와 우수한 품질 경쟁력을 바탕으로 글로벌 시장을 선도할 것"이라고 말했다.