[인더스트리뉴스 이건오 기자] 미래 먹거리 산업으로 주목받고 있는 이차전지 산업은 긴박한 글로벌 경쟁 구도 속에 지속가능한 성장과 경쟁력 강화 방안을 마련하기에 분주하다.

정부는 이차전지 산업을 국가첨단전략산업으로 지정하고, 집중 육성을 위해 지역 특화형 클러스터로 발전시키는 특화단지 지정을 계획하고 있다. 이에 최근 5개 시·도의 신청을 받았으며, 평가를 거쳐 6월 내 발표가 예정돼 있다.

본지는 울산광역시 이차전지 산업의 중추적인 역할을 담당하고 있는 울산테크노파크 정밀화학소재기술지원단 이차전지종합기술센터를 방문해 센터의 사업 내용과 설비 현황을 비롯, 울산시의 이차전지 산업 추진 사항과 특화단지 추진 배경, 이차전지 기업지원 방향 등 자세한 내용을 취재했다. 울산시는 이차전지 특화단지 지정 경쟁에 뛰어든 유력 지자체 중 하나다.

코팅된 이차전지 전극(양극, 음극)을 압연해 결착력 및 밀도를 높이는 ‘롤프레스’ 장비 [사진=인더스트리뉴스]

U-2030 통해 전지산업 도약 추진… 이차전지 특화단지 지정 참여

울산시는 석유화학·자동차·조선해양 등 기존 주력산업에 참여하고 있는 기업들과 함께 이차전지 산업 육성에 적극적으로 나서고 있다. 특히, 지역 내 전기차제조사, 전지제조사, 소재·부품기업이 자리하고 있어 국내 유일의 이차전지 전주기 밸류체인을 구성하고 있다는 강점도 보유하고 있다.

이차전지종합기술센터에서 만난 울산테크노파크 김일환 정밀화학소재기술지원단장은 “전지산업 생태계 조성에 최적의 입지조건을 앞세워 ‘고에너지밀도·차세대 리튬이차전지 첨단전략산업 특화단지’로 이번 특화단지 지정에 참여하게 됐다”며, “울산시를 중심으로 한국에너지기술연구원(KIER), 울산과학기술원(UNIST), 울산대, 울산테크노파크 등 전국 최고 수준의 이차전지 전주기 기업 지원 인프라와 전문 인력을 활용해 산업 생태계 활성화에 기여할 것”이라고 전했다.

울산시는 2021년 10월 ‘울산 전지산업 육성 전략’을 수립해 전지산업 지속 성장 6대 프로젝트를 발표한 바 있다. 이차전지 소재부터 실증까지 이차전지 전주기 인프라 기반의 전지산업 생태계 조성을 구축하기 위한 토대 마련의 내용이 담겼다.

또한, 지난 12월에는 2030년 이차전지 글로벌 거점도시 도약을 위한 ‘U-2030 전지산업 재도약 얼라이언스’ 발대식을 갖고 본격적인 활동에 나섰다. 얼라이언스는 삼성SDI, 고려아연, 후성, 이수화학 등 57개 기업과 울산과학기술원, 울산대학교 등 4개 대학, 울산테크노파크, 한국에너기기술원 등 11개 이차전지 연구·지원기관과 울산시의회 산업건설위원회 등이 참여하고 있다.

울산시는 정부의 ‘차세대 배터리 파크 조성사업’과 연계한 ‘차세대 이차전지 상용화 지원센터’를 전국에서 유일하게 울산에 구축하고 있으며, 내년을 목표로 ‘세계 최초 전고체 배터리 파일럿 생산라인’을 구축 중인 삼성SDI와 함께 미래형 차세대 전지산업을 선점해 나가고 있다.

또한, 우수한 연구 역량을 보유한 울산과학기술원과 전국 최고 규모의 한국에너지기술연구원의 원천기술연구 지원 인프라, 전국 최고 기업지원 장비활용률을 보이고 있는 울산테크노파크의 소·중형(전기차) 이차전지 실증·평가, 사용후 배터리 산업화 지원 인프라까지 국내 유일의 전주기 기업지원 인프라를 구축하고 있다.

입고검사 시스템 : 에어샤워 / 바코드발급 / 절연검사, 누액확인, 무게측정 등 입고를 위한 기초검사 시스템(사진 위쪽 좌우), 배터리 팩&모듈 진단시스템 : 팩 및 모듈의 상태(SOH, SOP, SOB, SOC)를 진단하는 시스템(사진 아래쪽 좌우) [사진=인더스트리뉴스]

이차전지종합기술센터, R&D 및 기업지원 인프라 구축 박차

울산테크노파크 정밀화학소재기술지원단 이차전지종합기술센터는 울산시가 이차전지 글로벌 거점도시로 도약할 수 있도록 R&D 및 기업지원 인프라 구축에 박차를 가하고 있다. 이차전지 소재·부품 개발지원에서부터 실증-인증지원 뿐만 아니라 전기차 사용후 배터리의 재사용, 재활용에 이르는 이차전지 생애 전주기 기업지원 플랫폼을 구축하고 있다.

이차전지 전주기 기업지원의 첫 단계로 파일럿 스케일의 소형 이차전지 제조 및 평가 인프라를 활용해 기업을 지원하고 있다. 2013년 구축된 소형 이차전지 제조 및 평가 장비는 연 가동률 86%로 전국 최고수준의 지원 실적을 내고 있으며, 전지제조사와 동일한 방식으로 이차전지 설계부터 제조, 평가까지 개발된 소재품의 실증을 지원한다.

또한, 중대형·각형 이차전지 제조 및 차세대 이차전지 안전성 인증평가 체계를 구축했다. 지난해 5월, 울산테크노파크의 이차전지 설계, 제조, 평가 기술역량을 바탕으로 ‘고성능 및 고안전성 전기자동차 각형 이차전지 소재부품 실증화센터 구축사업’이 국책사업에 선정된 바 있다. 전지제조사 최신 전지 제조공정 동향에 맞춰 60Ah급 각형 이차전지 제조 및 평가 인프라를 구축하고, 전지제조사와의 협력을 통한 중대형 이차전지 소재·부품 평가정보의 실시간 피드백 지원을 통해 소재·부품의 사업화 촉진을 지원한다.

이와 더불어 KIER, UNIST, 울산대와 함께 총사업비 350억원 규모의 ‘차세대 이차전지 상용화 지원센터 구축사업’도 추진하고 있다.

김 단장은 “울산에 국내 유일의 차세대 이차전지 제조·실증 및 평가 인프라를 구축하게 될 것”이라며, “울산테크노파크에서는 단위전지부터 팩까지 평가가 가능한 차세대·고성능 이차전지 안전성 평가 인프라 및 인증체계를 구축해 이차전지 성능 및 안전성 인증을 기업에게 지원할 예정”이라고 설명했다.

이차전지종합기술센터는 2030년 약 42만대 분의 배출이 예상되는 전기차 사용배터리를 활용하기 위해 ‘전기차 사용배터리 재사용 산업육성을 위한 기반구축 사업’도 수행 중에 있다. 연간 2,000여대의 전기차 사용배터리를 진단·평가할 수 있는 인프라를 구축해 향후 급성장이 예상되는 사용배터리 재사용·재활용 시장의 산업화 전진기지 역할을 수행을 목표로 하고 있다.

이차전지종합기술센터, 전기차 사용배터리 산업화센터 조감도 [사진=울산TP 이차전지종합기술센터]

■ 이차전지종합기술센터 소개

· 2개동(1,178m²)

- A동(지상2층/995m²) : 이차전지종합기술센터
주요기능 : 전극제조, 전지조립, 전지평가

- B동(지상1층/723m²) : 전기차 사용후 배터리 산업화센터
주요기능 : 사용후 배터리 선별·진단

· 파일럿 스케일(Pilot Scale) 전지 실증 인프라

- 전극제조
양·음극 Mixer, Coater, Roll Press

- 전지조립
양·음극 Punching & Cleaning, Z-Stacking M/C, Tab Welding M/S, Pouch Forming M/C, 3-Side Sealing M/C, EL Injection & Degassing M/C

- 성능 / 안정성 / 분석
전지성능 평가(충방전기, 임피던스 분석기), 전지안정성 평가(Nail Test, Hot Box Test, Over Charge Test, Module & Pack Safety Evaluation), 분석장비(DSC, SEM, FT-IR, Karl Fisher Meter)

· 전기차 사용후 배터리 선별 / 진단 인프라

- 입고
에어샤워, 전해액 누액검출, 입고검사, 자동적재, 팩 해체 시스템

- 선별진단
모듈 평가 및 진단시스템, 팩 평가 및 진단시스템

- 등급분류
배터리 통합관리시스템(입고-보관-해체-평가/진단 전공정 연계관리), 차종별 배터리 DB 확보 운영, UL·KBIA 등 국내외 규격 검사 프로세스 적용

- 실증지원
사용후 배터리 활용 실증지원(ESS 제조 및 평가 실증, 잔존가치 평가를 통한 등급화 성적서 발행, 파워팩·e-모빌리티 등 비즈니스 모델 적용 지원, 기술지도 및 인력양성 교육 등)

울산테크노파크 김일환 정밀화학소재기술지원단장 [사진=인더스트리뉴스]

국내 이차전지 산업 선도를 위한 울산시의 강점은 무엇인가?

울산은 소재-전지-전기자동차-사용배터리 재사용·재활용 등 이차전지 전후방산업의 전주기 밸류체인 생태계를 가진 유일한 지역이다. 기초원료와 전기·전자 소재 생산기업이 집적해 있고 완성차 및 전기차를 생산하는 기업도 자리하고 있다. 이차전지 관련 혁신지원기관, 대학 등 독보적인 지원 인프라도 보유하고 있다. 이러한 전주기 밸류체인을 기반으로 현재뿐만 아니라 차세대 전지로 확장성을 이어나가 이차전지 산업을 선도할 수 있는 최적의 조건을 갖추고 있다.

이차전지 특화단지 지원에 담긴 의미와 포부는?

배터리로 연결된 세상인 BoT(Battery of Things)의 시대가 도래함에 따라 이차전지 산업은 우리의 생활과 밀접해지고 있다. 울산은 비철금속, 석유화학, 자동차, 조선해양 등 4대 전후방 주력산업의 전환기를 맞아 기업들이 가진 기술력을 바탕으로 이차전지 산업으로의 확장에 집중하고 있다.

이러한 기업들의 발전과 자립을 위해서는 지원이 필요하며, 이차전지 특화단지 지원을 통해 기업들이 울산으로 모이고, 일자리가 창출되고, 기업들이 성장할 수 있는 기반을 제공하고자 한다. 이번 특화단지 지원을 통해 울산이 가진 이차전지 산업 기술력과 인프라를 활용해 산학연관 간 상생협력 생태계를 구축하고, 대한민국의 이차전지 산업을 선도하는 중심도시로 나아갈 것이다.

이와 관련해 울산테크노파크의 역할과 중점 추진 사업 계획은?

울산테크노파크는 이차전지관련 인프라 구축, R&D, 구축장비를 활용한 장비운영, 컨설팅, 교육 등 기업지원을 제공할 계획이다. 현재 이차전지 파우치타입 전지 실증화, 사용배터리 선별진단 인프라를 보유하고 있으며, 소재부품 기술개발을 위한 국가 R&D 과제와 기업의 개발 소재부품 실증을 위한 공동연구 개발도 수행하고 있다.

현재 중대형 각형 이차전지를 위한 기반 구축 및 차세대 이차전지 안전성 평가 인프라를 수행 중으로 2024년 7월 이후부터는 수요-공급기업관의 연계를 통한 이차전지 폼팩터별, 분야별로 폭넓은 지원이 가능할 것으로 예상된다. 2024년 KOLAS 인증기관도 추진하고 있어 신뢰성 확보도 기대할 수 있겠다.

이러한 사업 추진을 통해 기업이 개발한 소재부품을 적용 전지 적합성을 평가-피드백해 빠르게 시장 진입을 이뤄낼 수 있도록 지원하고, 신산업인 사용후 배터리를 적용한 재사용 사업의 기업들이 비즈니스 모델을 발굴하고, 사업화하는데 울산테크노파크의 역량을 지원할 계획이다.