• 양극재 추출설비·용제 회수설비
  2차전지 원가 절감 핵심기술 확보
  불순물 없는 양질 고순도 니켈생산
  발생한 증발증기 열원은 재사용
  에너지 절감효과도 최대 94% 달해

웰크론한텍 플랜트부문 이기창 대표가 농축설비를 소개하고 있다. [웰크론한텍 제공]

건설·플랜트 사업을 하는 중견기업 웰크론한텍이 전기차시대에 대비해 ‘2차전지 설비’사업으로 영역을 넓혔다. 이 회사 플랜트부문은 유음료 농축설비 기술을 바탕으로 식음료 회사들에 고효율 플랜트를 설치해준다.

웰크론한텍은 이 기술을 응용해 ‘황산니켈 농축·결정설비’를 2차전지 소재업체들에 공급한다. 이는 황산니켈 수용액에서 고순도 니켈을 얻는 공정에 도입된다. 고순도 황산니켈을 얻으려면 불순물이 없는 양질의 결정을 생산해야 한다.

웰크론한텍 플랜트부문 이기창 대표는 “기존 배치(Batch) 타입 정제설비는 수용액을 결정화해 원심분리와 건조를 여러번 반복하다 보니 설비 가동과 정지가 빈번해져 공정간 손실이 크다”며 “당사는 이 공정을 연속식으로 바꿔 생산효율을 크게 높여 업체들의 호평을 받고 있다”고 설명했다.

특히, 에너지절감설비에 적용된 증기재농축(MVR·Mechanical Vapor Recompressor) 시스템은 사용된 증기를 기계적으로 압축해 온도를 높여준다. 이로써 열에너지 사용량을 최소화한다. 농축·결정 과정에서 발생한 증발증기를 열원으로 재사용, 에너지 절감효과가 최대 94%에 달한다. 생산원가도 그만큼 낮아진다.

이를 통해 국내 업체로는 유일하게 MVR을 이용한 대형 농축·결정설비를 생산한다. 글로벌 업체와 경쟁을 통해 국내 주요 양극재 생산업체에 니켈 농축결정설비를 공급 중이다.

자동차용 리튬이온 2차전지는 양극재·음극재·분리막·전해질로 구성된다. 양극재는 2차전지 제조원가의 40%를 차지한다. 양극재는 니켈·코발트·망간(NCM) 또는 니켈·코발트·알루미늄(NCA)으로 이뤄진다.

국내 2차전지 업체들은 니켈 비중이 높은 하이니켈 배터리 개발에 집중하고 있다. 여기에는 가공된 형태의 황산니켈이 필요하다. 고순도 니켈을 저렴한 가격에 확보하는 게 핵심 경쟁력이 된다. 이 대표는 “소재 농축기술과 에너지절감 기술이 그동안 축적해온 핵심 경쟁력”이라며 “이를 황산니켈, 수산화리튬, 분리막 설비에 적용해 공급하고 있다”고 전했다.

이에 따라 최근엔 수산화리튬 농축설비에도 도전하고 있다. 리튬 또한 리튬이온전지 가격을 결정하는 핵심원료. 리튬의 폭발성으로 인해 국내 양극재 생산업체들은 해외 업체의 설비를 우선적으로 사용한다. 이를 대체하겠단 것이다.

웰크론한텍은 2018년 수산화리튬 농축·결정설비를 국내 소재업체에 첫 공급했다. 이는 12~18개월 소요되는 기존 자연증발식 리튬추출 공정과 달리 최단 8시간에서 길어도 1개월 내 99.9% 이상 고순도 리튬을 추출해낸다. 리튬회수율 역시 기존 설비보다 배 정도 높다는 게 회사측 주장이다.

이밖에 2차전지 분리막 분야에도 에너지절감 설비를 적용해 수주영역을 넓혔다. 대표적인 설비가 용제회수설비다. 이는 2차전지 분리막 습식제조 공정 중 기름과 혼합된 폐MC (Methylene Chloride) 수용액에서 순수MC를 분리해 재사용하게 한다. 이 대표는 “양극재 추출설비와 용제 회수설비로 2차전지 원가를 절감하는 핵심기술을 확보했다. 이 분야 수주를 확대해 새 성장동력으로 삼겠다”고 말했다. 조문술 기자