"차세대 배터리 시장, 폐배터리 재활용·LFP BESS 기술이 중요"

11일 서울 코엑스에서 '2024 이차전지 소재·부품·장비·리사이클링 컨퍼런스'가 진행되고 있다. /사진=엄수빈 기자

전기차 캐즘(일시적 수요 둔화) 속 국내 배터리 업계가 LFP(리튬인산철) 배터리와 배터리에너지저장시스템(BESS), 배터리 안전 및 재활용·재사용 기술에 주목하고 있다. 세계적인 LFP 배터리 수요에 발맞춰 개발에 속도를 올리는 동시에 최근 이슈가 되고 있는 배터리 화재를 방지하기 위한 안전 기술에도 심혈을 기울이는 모습이다.

11일 서울 강남구 코엑스에서 열린 '2024 이차전지 소재·부품·장비·리사이클링 컨퍼런스'에는 블럭나인·비에이에너지·부명 등 국내 배터리 관련 업체들과 한국화학융합시험연구원, 지역별 테크노파크 등이 참석해 강연을 진행했다.

이날 기조강연에 나선 손영환 블럭나인 대표이사는 사용후 배터리 저온건식 분리기술과 광섬유격자소자(FBG) 기반 배터리 모니터링 기술을 소개했다.

손 대표는 "현재 발생 중인 폐배터리 양은 이미 한국의 처리 용량을 넘어서고 있다"며 "향후 리튬·니켈·코발트 등 한정된 자원들을 지속적으로 확보하기 위해서는 배터리 재순환이 필요하다"고 강조했다. 특히 내년부터는 유럽연합(EU)이 친환경 규제 강화 일환으로 리튬이온배터리 재활용 비율을 65%까지 달성하겠다는 목표를 밝힌 만큼 배터리 재활용 및 재사용 기술이 더욱 중요해졌다는 설명이다.

이에 따라 사용후 배터리의 재활용·재사용 여부를 판독하는 기술의 발전도 활발히 이뤄지고 있다. 손 대표는 "저희는 배터리관리시스템(BMS) 기반의 원천 기술을 통해 제조 단계에서 셀이나 모듈 팩을 진단한다"며 "통과 시에는 배터리를 재사용하고, 미통과 시에는 스크랩(찌꺼기)으로 만들게 된다"고 말했다.

손 대표는 "블럭나인은 배터리 재활용을 위한 파쇄 단계에서 건식공정 기술을 활용해 배터리 팩을 특별한 선별 과정 없이 파쇄한다"며 "파쇄 후 저온 용융 공정을 통해 1000~1200℃에서 용융, 체가름을 하면 흑연과 블랙 매스로 분리된다"고 설명했다. 특히 블럭나인의 저온 건식 용융 분리기술은 타 공정 대비 탄소 배출을 획기적으로 줄이고 높은 회수율을 보여준다는 설명이다.

ESS(에너지저장장치) 안전 관리 시스템 전문 기업인 비에이에너지는 최근 수요가 높아지고 있는 LFP 배터리를 중심으로 한 BESS 산업을 강조했다.

신상준 비에이에너지 상무이사는 "이전에는 이차전지라고 하면 흔히 NCM(니켈·코발트·망간) 배터리를 우선 떠올렸으나 최근에는 전기차·ESS에 LFP 배터리가 많이 사용되고 있다"며 "LFP 배터리는 NCM 배터리보다 에너지 밀도는 낮지만 안전성과 경제성, 긴 수명을 갖췄기 때문"이라고 설명했다.

지난 2020년 전체 배터리 중 49%를 차지하던 NCM 배터리의 비중은 오는 2030년 1% 미만으로 감소할 것으로 예상되는 반면, LFP 배터리 점유율은 계속해서 증가할 전망이다. 오는 2026년에는 LFP 배터리 점유율이 95%에 달할 것으로 예상된다.

신 상무는 "현재 EV와 BESS 시장 모두 LFP 배터리 수요가 늘고 있지만 특히 BESS 시장에서의 수요가 더욱 빠르게 늘고 있다"며 "국내의 경우 배터리 3사가 LFP 배터리 양산 계획을 앞당겨 개발 중이지만 아직 일반적인 시장까지는 확대되지 않았다"고 말했다.

이어 "현재 국내는 산업 보호 측면에서 LFP보다는 NCM을 우선적으로 사용하도록 평가 기준 항목에 반영돼 있는 경우가 있다"며 "글로벌적인 추세가 LFP 배터리인 만큼 국내 산업계도 더 적극적으로 LFP를 도입해야 한다"고 지적했다.

배터리 진단 및 모니터링 솔루션 전문기업 부명은 배터리 안정성을 높이기 위한 '셀 단위 모니터링 기술'을 소개했다.

김철훈 부명 대표이사는 "EV에 탑재된 배터리는 장시간 진동과 충격, 그리고 사고 등으로 위험한 상태에 노출된다"며 "배터리 화재 예방을 위해선 셀 제조 단계부터 사용후 배터리까지 전 주기에 걸쳐 안정성 확보가 중요하다"고 강조했다.

부명은 배터리 팩 제조 시 불량을 최소화하기 위해 배터리 팩 내부 '와이어 하네스' 작업을 최소화하는 방식을 선보였다. 배터리와 버스바를 통과하는 신개념 데이터 통신 방식을 적용해 배터리 팩 내부에 와이어 하네스가 완전히 삭제된 상태에서 팩 내부를 셀 단위로 모니터링이 가능하다는 설명이다.

김 대표는 "부명의 마이크로 BMS 방식을 활용하면 EV 운영 중에도 배터리 셀을 실시간으로 모니터링할 수 있고 이를 사용자에게 알려 화재를 사전에 방지할 수 있다"고 말했다.