엘앤에프플러스·현대제철, 철강 부산물 활용한 LFP 양극재 개발 협력

철강산업에서 발생하는 부산물을 이차전지 핵심 소재의 원료로 활용하는 기술 개발이 추진된다. 기존 양극재 제조 과정에서 필요한 전구체 생산 단계를 생략해 제조 비용을 낮추고, 철강과 배터리 산업 간 자원 활용의 새로운 가능성을 모색한다는 점에서 주목된다.

이차전지 소재 기업 엘앤에프의 자회사 엘앤에프플러스는 지난 10월 30일 경기도 현대제철 판교오피스에서 현대제철과 리튬인산철(LFP) 양극재 제조용 산화철 공급 협력을 위한 업무협약(MOU)을 체결했다고 2일 밝혔다.

협약식에는 권혁원 엘앤에프플러스 생산기술본부장과 임희중 현대제철 전략기획사업부장 등 양사 관계자들이 참석했다.

이번 협약에 따라 현대제철과 엘앤에프플러스는 LFP 양극재 제조에 필요한 산화철 원료 공급을 위해 협력한다. 엘앤에프플러스는 확보한 산화철을 활용해 차세대 무전구체 공법 개발을 추진할 계획이다.

LFP 양극재는 리튬과 철, 인산을 주요 구성 원료로 사용하는 배터리 소재다. 니켈과 코발트를 사용하는 삼원계 양극재와 비교해 상대적으로 원료 비용이 낮고 열적 안정성이 높아 에너지저장장치(ESS)와 보급형 전기차 시장에서 활용되고 있다.

이번 협력의 핵심은 LFP 양극재 제조 과정에서 인산철(FP) 전구체 생산 단계를 생략하는 '무전구체 공법'이다.

기존 제조 방식에서는 철과 인산 원료를 이용해 인산철 전구체를 만든 뒤 리튬 원료와 반응시키는 공정을 거친다. 반면 무전구체 공법은 철강산업의 부산물인 산화철을 리튬·인산 원료와 직접 반응시켜 LFP 양극재를 제조하는 방식이다.

이를 통해 전구체 제조에 필요한 공정을 줄이고 생산 효율과 원가 경쟁력을 높이는 것이 목표다. 기존 전구체 중심의 원료 조달 구조를 다변화할 수 있다는 점도 기대 효과로 꼽힌다.

특히 철강산업에서 발생하는 산화철을 배터리 소재 생산에 활용한다는 점에서 산업 간 자원순환 가능성도 주목된다. 다만 실제 환경적 효과는 산화철의 회수·정제 과정과 에너지 사용량, 기존 공정 대비 온실가스 배출량 등을 종합적으로 검증해야 판단할 수 있다.

엘앤에프플러스는 2027년 무전구체 공법 개발 완료를 목표로 기술 고도화를 추진하고, 2028년 1분기 양산 적용을 계획하고 있다. 이를 위해 LFP 공장 내 양산 공간 확보도 추진 중이다.

다만 무전구체 공법은 기술적 난이도가 높은 차세대 제조 방식인 만큼 제품 성능과 공정 안정성, 경제성 검증이 필요하다. 회사는 개발 및 검증 결과에 따라 실제 양산 적용을 단계적으로 추진한다는 방침이다.

이번 협약은 엘앤에프가 추진하는 LFP 양극재 사업 확대 전략과도 맞닿아 있다. 엘앤에프는 기존 니켈·코발트·망간(NCM) 계열 소재 분야에서 축적한 기술력을 바탕으로 인산철 전구체 기술 내재화와 산화철 기반 무전구체 공법 개발을 병행하고 있다.

권혁원 엘앤에프플러스 생산기술본부장은 "이번 협약은 차세대 무전구체 공법 개발에 필요한 원료 공급 협력 기반을 마련했다는 데 의미가 있다"며 "LFP 양극재 양산 역량 확대와 함께 원료 및 공정 기술 고도화를 지속 추진하고, 차별화된 제품 경쟁력과 안정적인 공급 역량을 갖춰 글로벌 고객 수요에 대응해 나가겠다"고 밝혔다.

한편 엘앤에프플러스는 엘앤에프가 지분 100%를 보유한 LFP 양극재 생산·판매 전문 자회사다. 회사에 따르면 올해 3분기 말부터 연산 3만 톤 규모의 LFP 양극재 양산을 시작해 북미 ESS 시장의 복수 고객사에 공급하고 있으며, 2027년 상반기까지 생산능력을 최대 연산 6만 톤으로 확대할 계획이다.

또한 압축밀도(PD) 2.50g/㎤ 이상의 고밀도 3세대 LFP 양극재를 기반으로 ESS와 보급형 전기차 시장에 대응할 방침이다.

철강 부산물의 배터리 소재 활용이 실제 상용화로 이어질 경우 원료 공급망 다변화와 제조 비용 절감에 기여할 수 있을 것으로 전망된다. 향후 기술 개발의 성패는 양극재 품질 확보와 경제성 검증, 안정적인 원료 공급체계 구축에 달려 있을 것으로 보인다.