포스코, 기가스틸·탄산리튬 등 전기차 핵심 소재 국산화 앞장
2018-02-26 유성용 기자
최근 글로벌 기업들은 세계 각국의 연비 및 배기가스 규제 강화 추세 속에 자동차 전동화 산업을 미래 성장동력으로 삼고 있다.
하이브리드(HEV), 플러그인하이브리드(PHEV), 배터리전기차(BEV), 수소전기차(FCEV) 등 다양한 전기차가 시장에 등장했고, 규모도 매년 기하급수적으로 커지고 있다. 우리나라 역시 전기차 뿐만 아니라 핵심부품 생산에 있어서도 세계적인 기술력을 보유하고 있다.
하지만 전기차를 만드는 핵심 소재 대부분은 수입에 의존해왔다. 특히 2차 전지 주요 원료인 리튬은 전량 수입했다. 그러다보니 리튬 주요 생산국인 칠레, 아르헨티나 등 남미 상황에 따라 수급 영향을 크게 받았다. 중국, 미국 등 대형시장에서 전기차 수요가 높아지면서 가격도 대폭 상승했다.
이런 상황에서 포스코는 전기차 핵심 소재 국산화에 힘쓰고 있다. 지난 2월에는 탄산리튬 국내 생산을 최초로 성공했다.
평균 12∼18개월 소요되던 기존 ‘자연증발식’ 추출법과 달리 최단 8시간에서 길어도 1개월 내 리튬을 추출해낼 수 있다. 리튬 회수율도 기존 두 배가 넘는 80% 이상으로 높아졌고, 리튬 순도를 99.9% 이상 끌어올림으로써 수산화리튬·칼륨 등 고부가제품 병행 생산이 가능하다. 특히 탄산리튬 제조에 사용할 원료인 인산리튬을 폐2차전지 재활용 업체로부터 공급받아, 친환경적인 생산 방식을 갖추게 됐다.
2차 전지 주요 소재인 양극재와 음극재도 국산화했다. 양극재는 리튬을 기본 원료로 니켈, 코발트, 망간, 알루미늄 등을 섞어 제조한다. 통상 니켈 함량이 60% 이상인 경우 고용량 양극재로 분류한다. 현재까지 니켈 80% 이상 고용량 양극재(NCM 방식) 양산이 가능한 업체는 전 세계적으로 포스코ESM을 포함해 두 곳뿐이다.
이와 관련 포스코는 지난 24일 중국 화유코발트와 합작법인 설립 계약을 맺고 세계 최대 리튬이온전지 시장인 중국에 본격 진출했다.
포스코는 이번 합작으로 중국 현지에서 양극재를 직접 제조·판매함으로써 세계 최대 리튬이온전지 수요 시장인 중국에서 입지를 강화해 나갈 방침이다. 포스코ESM의 구미 양극재 공장은 전구체는 물론 소재인 코발트, 니켈, 망간를 안정적으로 공급받을 수 있게 돼 경쟁력을 대폭 높일 수 있게 됐다.
포스코켐텍은 2011년 천연 흑연계 음극재 사업에 진출해 국내 최초로 독자기술을 적용한 고용량 전기자동차 배터리용 음극재를 양산하는 데 성공했다. 지속적인 기술개발 및 투자로 현재 8000톤 규모 생산능력을 갖췄고, 2020년까지 단계적 투자를 통해 총 3만톤 생산체제를 구축할 계획이다.
전기차 핵심부품인 모터도 마찬가지다. 포스코는 0.15㎜ 두께 최고급 무방향성 전기강판 ‘하이퍼 NO’을 생산해 국내 주요 전기모터 생산업체에 공급한다. 최고급 무방향성 전기강판은 에너지 고효율 및 저소음을 특징이 있어 에너지 절약, 이산화탄소 배출량 저감 등 시대의 흐름에 부합하는 친환경소재다. 최근 연산 16만톤 생산체제로 확대했는데, 이는 전기차 구동모터코어 기준 약 260만대에 공급할 수 있는 양이다.
포스코는 ‘기가스틸’을 통해 자동차 강판도 국산화 했다. 기가스틸은 1㎟ 면적당 100㎏ 이상 하중을 견딜 수 있는 차세대강판이다. 양쪽 끝에서 강판을 잡아당겨서 찢어지기까지의 인장강도가 980MPa(1기가파스칼) 이상이어서 기가스틸이라 명명했다.
기가스틸은 두께를 3분의 1 이하로 줄이면 알루미늄 소재와 동등하거나 훨씬 가벼운 제품을 만들 수 있다. 자동차 소재로 적용하면 알루미늄 등 대체소재에 비해 경제성, 경량화는 물론 높은 강도로 안전성 측면에서 우수하고, 특히 가공성이 우수하기 때문에 알루미늄 부품보다 더 복잡한 형상의 제품도 만들 수 있다.
[소비자가만드는신문 = 유성용 기자]