이차전지 소재 전문기업 코스모화학이 자사 연구소에서 이산화티타늄 생산 부산물로 발생하는 황산철을 사용해 리튬철인산염(LFP) 배터리 원료로 사용되는 인산철 제조방법을 특허 출원했다고 6일 밝혔다. 코스모화학은 광석 제련을 통해 대표적인 백색안료인 이산화티타늄과 이처전지 양극재 주요 원료인 황산코발트를 국내에서 유일하게 생산하고 있다. 최근 폐배터리 리사이클을 통해 삼원계 배터리의 주요 원료인 니켈, 코발트, 리튬, 망간 등을 회수하는 사업에 뛰어들었다.

코스모화학이 이번에 출원한 특허 기술은 이산화티타늄을 생산하는 과정에서 발생하는 황산철을 사용해 LFP의 주요 원료 중 하나인 인산철을 제조하는 것과 관련이 있다. 이산화티타늄 원광석에는 다량의 철(Fe) 성분이 함유돼 있어 황산철 형태로 약 10만~15만톤이 부산물로 발생된다. 이러한 황산철은 현재는 폐수처리장에서 무기물을 응집하는 용도로 판매되고 있지만 인산철로 제조해 사업화하게 되면 부산물을 활용해 고부가가치 사업으로 전환할 수 있다.

코스모화학은 LFP 배터리 제조에 사용되는 탄산리튬을 폐배터리 리사이클 공장에서 생산하고 있다. 향후 황산철로 만든 인산철과 탄산리튬을 결합해 LFP 전구체 및 양극재 생산에서 상당한 원가 경쟁력을 확보할 것으로 기대된다. 회사 관계자는 “최근 배터리 3사 및 국내 주요 양극재 기업들도 LFP 배터리 사업화에 열을 올리는 시장 상황을 감안하면 향후 국내 LFP 양극재 시장도 급격히 성장할 것”이라며 “이번 특허 출원을 통해 LFP 시장 진출을 위한 첫 삽을 뜬 셈”이라고 설명했다.

앞으로 인산철 제조를 위해서는 황산철 순도를 배터리 사용급으로 높이는 공정 개발과 인산철의 또 다른 주요 원료인 인광석 조달 문제 등이 해결 과제로 남아있다. 코스모화학은 향후 2~3년 내에 개발을 완료해 사업화할 수 있도록 개발에 속도를 내고 있다.

코스모화학 관계자는 “최근 전기차 수요가 급증하면서 배터리에 대한 니즈도 다양해질 것”이라며 “코스모화학이 가진 제련기술을 활용해 모든 이차전지 배터리를 재활용할 수 있는 소재 전문회사가 되기 위해 연구개발에 집중하고 있다”고 밝혔다.

씨스켐닷컴(2024-02-06)