동박은 전기차에 필요한 리튬이온 배터리의 핵심 소재로 음극집전체로 쓰이는 두께 10㎛(마이크로미터, 1㎛는 100만분의 1m) 내외의 얇은 구리(Copper Foil)다. 전기화학반응에 의해 발생하는 전자를 모으거나, 전기화학반응에 필요한 전자를 공급하는 역할을 한다. 동박이 얇을수록 제한된 배터리 속에 보다 많은 음극 활물질을 채울 수 있어 배터리의 초경량, 고용량화를 좌우한다. 일상 속에서 접하는 리튬이온 배터리에 들어있기에 전기차 뿐만 아니라 스마트폰과 노트북, 드론 등도 얇고 가벼운 동박을 원한다. 얇은 동박을 적용한 배터리는 높은 품질의 제품이라는 평가를 받는다.
예전에는 인쇄회로기판(PCB)에 주로 쓰였다. 지금은 배터리 수요가 더 많다. 전기차 한 대 분량의 배터리에 40㎏쯤의 동박이 들어간다. 시장조사기관 SNE리서치에 따르면 2020년 13.5만t이던 자동차 배터리용 동박 수요는 2025년 74.8만t으로 증가할 전망이다.
개요
동박은 8㎛(마이크로미터) 제품이 주력이다. 1㎛는 0.001㎜다. 머리카락의 15분의 1도 안 되는 두께다. 최근에는 6㎛ 제품 수요도 늘고 있다. 워낙 얇다 보니 불량 가능성이 높고, 공정도 까다롭다. 첨가제에 따라 동박 자체의 성능도 천차만별이다. 생산하는 곳의 온도와 습도의 영향도 받는다. 공장을 지어도 제품 생산까지 몇 년이 걸린다. 진입장벽이 높은 산업이다.
미국에서는 'Copper Foil(동박)'이라 하고 일본에서는 '전해동박(電解銅箔)'이라 부른다.
한국에서는 1989년 이전에는 전량 일본에서 수입해 썼으나 1990년 부터 일진머티리얼즈의 제품이 상용화 되면서 수입을 대체하기 시작했다. 일진은 1978년 서울대 공대와 연구계약을 체결했다. 10년 뒤인 1988년에야 양산을 시작했고, 1997년 첫 흑자를 냈다. 2001년엔 국내 최초로 2차전지용 동박 생산을 시작했다. 30년 넘는 투자는 전기차 시대를 맞아 빛을 보기 시작했다.
일진의 국내경쟁자로는 SKC를 들 수 있다. 전통적인 화학소재업체였던 SKC는 2019년 6월 기존 동박업체 중 강자였던 KCFT(현 SK넥실리스)를 인수했다. SK넥실리스는 2025년까지 현재 생산량의 다섯 배가 넘는 17만t 이상의 생산능력을 확보할 계획이며 이는 세계 최대 규모이다. SKC가 증설에 속도를 내면서 일진머티리얼즈와의 생산량 격차는 빠르게 줄고 있다. 2022년까지는 일진머티리얼즈가 생산량에서 앞서지만 2023년에는 10만t으로 비슷해질 전망이다.
제조과정
동박 제조과정은 ▲원재료인 구리를 황산용액에 녹여 도금액을 제조하는 용해 공정 ▲황산구리용액에서 구리 이온을 대형 티타늄 드럼에 전착해 동박을 만드는 제박 공정 ▲필요에 따라 다양한 폭으로 동박 롤을 만드는 슬리팅 공정 ▲품질검사와 포장을 거쳐 출하하는 검사·출하 공정으로 구분된다.
전지용 동박은 두께 10㎛ 이하로 매우 얇아 쉽게 찢기고 주름이 생긴다. 이 때문에 얇은 동박을 넓은 폭으로 길게 생산하는 데에는 고도의 기술력이 필요하다. 얇은 전지용 동박을 대량 생산할 수 있는 기술은 한국과 중국, 일본 기업이 주로 보유하고 있다.[1]
관련 기업
각주
참고자료
같이 보기
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