이 기사는 2024년 04월 05일 08:30 thebell 에 표출된 기사입니다.

'소재 산업 입국(立國).' 충청남도 공주시 검상동에 있는 덕산일렉테라 공주사업장에 들어서자마자 대형 슬로건이 눈에 들어왔다. 이곳은 2차전지 핵심소재 중 하나인 전해액 생산 전용 공장이다. 전해액 원료인 첨가제를 생산해 온 덕산테코피아가 수직계열화를 위해 세운 회사가 덕산일렉테라다. 2차전지 소재 국산화를 통해 K-배터리 밸류체인 강화에 기여한다는 자부심이 읽히는 슬로건이었다.

지난 2일 덕산일렉테라 공주 공장을 찾았다. 지난해 11월부터 전해액 첫 양산을 시작한 덕산일렉테라 공주공장이 외부에 공개된 건 이번이 처음이다. 전해액은 용매와 리튬염, 첨가제를 합성해 만든다. 제조 공정은 전해액 원료 중 하나인 용매의 수분을 제거하는 것부터 시작한다.

용매인 EMC(Ethyl Methyl carbonate·에틸 메틸 카보네이트)와 DMC(Di Methyl Carbonate·디 메틸 카보네이트)가 공주공장에 들어오면 리시버(수분 제거 탱크)에서 수분을 뺀 뒤 파이프라인을 따라 자동으로 20·50톤 규모의 외부 스토리지(저장 탱크)로 옮겨진다. 스토리지에 있던 용매는 다시 배관을 따라 제조동 3층의 믹서로 이동한다.

전해액 제조의 핵심은 믹서다. 수분을 제거한 액체 상태의 용매에 가루형태의 리튬염, 첨가제를 혼합해 주는 장비다. 제조동 3층으로 이동하니 믹서를 직접 볼 수 있었다. 리시버나 스토리지에서 배관을 타고 온 용매가 믹서 안으로 들어가는 것까지 모두 자동화가 돼 있다.

그다음 엔지니어가 믹서에 리튬염과 첨가제를 넣어주면 혼합이 시작된다. 믹서에 달린 모터가 돌아가며 휘저어 섞는다. 믹서 안 온도는 30도(℃)를 넘지 않고 공기 접촉도 막아야 한다. 온도가 높아지면 불산이 생길 수 있어 냉매를 넣어 조절한다.

각 고객사마다 요구하는 전해액의 스펙이 다르기 때문에 어떤 종류의 용매를 넣고, 각 원료의 배합 비율을 어떻게 맞출지가 관건이다. 공장을 안내한 전정용 공장장은 "(믹서 공정에선) 고객사가 원하는 조성비를 정확하게 맞추고 온도를 관리하는 게 중요하다"고 말했다.

전 공장장은 "믹서가 혼합하는 데는 8시간, 충진(제품 용기에 전해액을 담는 작업)을 하는 데는 6시간이 걸린다"고 설명했다. 하루 만에 전해액이 완성되는 것이다. 공주공장에는 전해액 제조용 믹서가 3기가 설치돼 있고, 연간 1만톤의 전해액을 제조할 수 있다.

제조동 2층에는 3층 믹서 하부가 연결돼 있는데, 믹서 내 필터가 입자 크기를 파악해 채 녹지 않은 가루를 걸러내고 이물질을 빼낸 뒤 1층으로 날라준다. 1층에선 완성된 전해액을 드럼통에 담는 충진 작업이 이뤄진다. 충진설비가 무게와 압력을 조절해 자동으로 담는다. 이렇게 200리터(L)짜리 드럼통에 담긴 제품은 5℃ 냉장보관한 뒤 콜드체인을 통해 배터리 제조사의 공장으로 보내진다. 덕산일렉테라가 미국에 짓고 있는 전해액 공장도 이와 같은 구조라고 한다.

자동화 시스템이 도입돼 공정 자체는 간단했으나 공정 하나하나가 수많은 노하우의 집약체다. 덕산테코피아가 반도체 소재를 제조하면서 개발한 노하우와 기술이 2차전지 제조공정에 적용됐다. 덕산일렉테라 기업설명(IR) 담당자는 "훨씬 더 까다로운 반도체 제조 공정을 응용해 2차전지 소재 시장에도 수월하게 진입할 수 있었다"고 말했다.