[나노 혁신, 미래를 설계하다] 〈7〉 이큐브머티리얼즈 “실리콘음극재·SWCNT 보유로 시너지” : zum 뉴스

이큐브머티리얼즈가 생상하는 단일벽 탄소나노튜브(SWCNT)와 SiOx 실리콘 음극재 제품 (이큐브머티리얼즈 제공)

배터리 성능을 높일 차세대 소재로 주목받는 두 가지가 실리콘음극재와 단일벽탄소나노튜브(SWCNT)다. 흑연에 비해 10배 이상 많은 에너지를 저장할 수 있는 실리콘은 에너지 밀도를 높이고 충전 시간을 단축할 수 있다. 단, 실리콘음극재가 충분한 수명을 내기 위해서는 SWCNT 분산액이 필수로 들어가야 한다.

이큐브머티리얼즈는 실리콘음극재와 SWCNT 기술을 모두 보유한 곳이다. 두 가지 혁신 소재를 독자 기술로 개발 및 양산해 한국 배터리 경쟁력 향상에 이바지하는 것을 목표로 한다. 삼성코닝연구소와 OCI연구소를 거친 전관구 대표가 2017년 창업했다.

전관구 이큐브머티리얼즈 대표 (이큐브머티리얼즈 제공)

회사는 2020년 실리콘음극재 개발을 시작해 올해 6월 연산 36톤 규모 양산 체제를 구축했다. 현재 생산량을 150톤 규모로 확장 중이다. 비정질 실리카(SiO2) 매트릭스에 나노실리콘 결정을 6나노미터(㎚) 크기로 균일하게 석출해 실리콘산화물(SiOx) 구조로 만드는 기술이 핵심이다.

전관구 대표는 “전 세계 실리콘음극재 시장은 SiOx와 실리콘탄소복합체(Si-C)가 6:4 비율을 이루고 있는데, SiOx 쪽으로 빠르게 기울고 있다”면서 “SiOx 후발주자로서 비가역용량을 낮춰 경제성을 향상시키는데 목표를 뒀다”고 말했다.

비가역 용량은 쉽게 말해 배터리를 처음 사용할 때 손실되는 용량이다. 이큐브머티리얼즈는 초기 비가역용량을 20% 낮추는 기술을 개발했고 최종 30% 낮춘 제품을 추가 개발 중이다.

또 다른 주력 제품인 SWCNT는 2023년부터 개발해 현재 연구용으로 판매하고 있다. SWCNT는 러시아와 중국이 선점한 분야다. 핵심 기술은 기화된 촉매의 결합을 억제하면서 반응로에 주입하는 기술이다. 현재 파일럿 플랜트를 운영하면서 직경 110㎜ 반응관에서 하루 30g의 고품질 SWCNT를 합성하고 있다.

전 대표는 “단위 체적당 생산 속도 측면에서 국내에서 가장 높은 수준을 달성했고 내년에는 반응관 직경 40㎝의 대형장비 운영으로 시장에 확신을 줄 것”이라면서 “2027년에는 반응관 직경 1m에 연산 1톤 규모 양산장비 개발이 목표”라고 전했다.

실리콘음극재 수명을 늘려주는 최상의 소재가 SWCNT인 만큼 장기적으로 두 소재 사업이 시너지를 낼 것으로 기대하고 있다. SiOx 실리콘음극재를 연산 1만톤, SWCNT를 100톤 규모로 늘리는 장기 생산능력 확대 계획을 세웠다. 자금 조달을 위해 우선 올해 40억원 규모 시리즈A 투자를 협의하고 있다.

전 대표는 “내년부터 실리콘음극재 양산을 시작하면 소재 관련 매출이 나오기 시작할 것”이라면서 “실리콘음극재로 매출 100억원을 달성하는 것이 단기 목표”라고 말했다.

이큐브머티리얼즈 회사 전경 (이큐브머티리얼즈 제공)

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