삼성SDI가 울산 ‘하이테크밸리’ 산업단지에 배터리 공장을 구축한다.

삼성SDI는 하이테크밸리 산단에서 SRM 소재 4공장 준공식을 진행했다고 10일 밝혔다.

이번 산단 개발사업은 삼성SDI가 실수요자 개발방식으로 직접 시행한 프로젝트로, 산업단지 구축에만 사업비 1000억 원이 투입됐다.

산업단지 부지는 약 116만㎡(제곱미터)로, 기존 공장 부지 71만㎡에 신규 산업시설용지 33만㎡와 공공시설 12만㎡를 합쳐 구성됐다.

일반적으로 산업단지 개발에는 평균 7년 이상이 소요되지만, 이번 사업은 울산시의 신속한 인허가와 토지확보 지원 등으로 2년 4개월 만에 완공된 것으로 알려졌다.

이어 산업단지 위에 조성된 STM 소재 4공장은 총 5000억 원 규모의 지상 6층 공장으로, 연간 7만 2000t의 배터리 양극재를 생산한다.

삼성SDI는 해당 공장이 차세대 배터리 산업 핵심 소재 공급 거점이 될 것으로 기대했다.

울산시 관계자는 “이번 프로젝트 전 과정에서 행정 지원을 일괄 제공해 공사 기간을 단축하고, 준공과 동시에 시험가동이 가능하도록 지원했다”라고 말했다.

삼성SDI 관계자는 “축적된 기술력과 혁신 역량을 바탕으로 미래 배터리 산업의 변화를 선도하는 글로벌 혁신 기업으로 도약하겠다”라고 말했다.

삼성SDI 천안사업장 [삼성SDI 제공]

한편 양극재는 리튬이온 배터리의 성능을 좌우하는 핵심 소재로 알려져 있다.

리튬이 주고받는 전기화학적 반응의 효율과 안정성을 결정하는 것이 바로 양극재로 리튬의 공급원 역할을 수행하며, 주로 니켈(Ni), 코발트(Co), 망간(Mn), 알루미늄(Al) 등의 금속 산화물 조합으로 구성된다.

이 중 니켈의 비율이 높을수록 배터리 용량이 커지고 에너지 밀도가 향상되지만, 동시에 안정성이 낮아지는 경향이 있어 소재 조합의 균형이 중요하다.

현재 산업 현장에서 가장 많이 사용되는 양극재는 NCM(니켈·코발트·망간) 과 NCA(니켈·코발트·알루미늄) 계열이다.

특히 전기차 배터리에는 니켈 함량이 80% 이상인 ‘하이니켈’ 양극재가 주로 쓰인다.

하이니켈 양극재는 높은 에너지 밀도를 통해 전기차의 주행거리를 늘리고, 단결정 구조를 적용할 경우 충·방전 내구성과 열 안정성까지 향상시킬 수 있다.

하이니켈 양극재의 또 다른 장점은 에너지 밀도와 경량화의 조합이다.

니켈은 코발트보다 가벼운 금속으로, 동일한 용량의 배터리를 더 가볍게 제작할 수 있어 차량의 무게를 줄이고 효율을 높인다.

또 니켈은 코발트에 비해 가격이 낮고 공급망이 안정적이어서, 원가 절감과 대량 생산에도 유리하다.

다만 니켈 함량이 높아질수록 안전성 저하와 열폭주(thermal runaway) 가능성이 커지는 문제도 뒤따르기에 최근에는 안정적인 결정 구조 설계, 표면 코팅 기술, 열 안정성 강화 첨가제 등이 개발되고 있다.