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| 포스코퓨처엠 광양 양극재 공장 전경(사진제공=포스코퓨처엠) |
[광양=도수화 기자] 지난 22일 찾은 전남 광양 포스코퓨처엠 양극재 공장. 연 9만톤(t)의 단일 규모 세계 최대 양극재 생산능력을 갖춘 공장답게 ‘자동화’라는 단어 하나로 요약되는 곳이었다.
기자가 둘러본 광양 2공장(3·4단계) 양극재 생산시설에서는 소성로(소재 생산을 위한 열처리 장비)부터 원료와 제품을 저장하는 자동화 창고까지 볼 수 있었다.
포스코퓨처엠은 이곳에서 양극재 6만톤을 생산하고 있다. 1공장(3만톤)과 합치면 광양에서만 총 9만톤의 양극재를 만들어내는 셈이다. 광양공장에서 제조되는 제품은 NCM(니켈·코발트·망간), NCMA(니켈·코발트·망간·알루미늄), NCA(니켈·코발트·알루미늄) 양극재 등이다.
양극재는 전기차 배터리의 핵심 소재다. 배터리 원가의 40%를 차지하며 에너지 밀도와 성능을 좌우하는 만큼 섬세한 작업이 요구된다.
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| 포스코퓨처엠 광양 양극재 공장 김대완 부공장장이 22일 공장 내 소성로에서 양극활물질 제조를 위한 고온 열처리 공정의 중요성과 원리를 설명하고 있다.(사진제공=포스코퓨처엠) |
메인 공정은 ‘소성 공정’이다. 전구체와 리튬을 섞은 양극재 원료에 고온을 가하는 작업이다. 생산과정에서 외부 이물 유입을 방지하기 위해 밀폐된 컨테이너 안에서 진행된다. 사가(양극재를 담는 내화용기)에 원료를 담고 3단4열로 적재한 뒤 굽고, 이후 사가에서 원료를 비워내기까지 모두 자동화 과정으로 이뤄졌다. 주기적으로 해야 하는 사가 교체 작업 역시 로봇팔이 해내고 있었다.
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| 포스코퓨처엠 광양 양극재 공장 내 약 1만2000톤의 원료와 제품을 저장할 수 있는 자동화창고.(사진제공=포스코퓨처엠) |
공장 한편에서 본 물류 창고는 더욱 웅장한 모습을 자랑했다. 이 물류 창고에는 1만2000톤의 원료와 제품을 저장할 수 있다는 게 포스코퓨처엠의 설명이다. AGV(무인운반차), 크레인, 컨베이어 벨트 등이 반입, 반출 등 사람의 역할을 대신하는 이곳은 자동화의 산실이었다.
포스코퓨처엠은 이날 자동화 시스템을 활용해 까다로우면서도 정확하게 품질 검사·관리하는 현장을 소개했다.
먼저 자동화분석실에서는 공기의 압력을 이용해 분석실로 샘플 캡슐을 이동시키는 ‘에어 슈팅 시스템’을 볼 수 있었다. 기존에는 사람이 약 2kg 정도의 캡슐을 직접 운반하던 작업을 20~30초 수준으로 단축한 기술이다. 총 이송라인만 1136m에 달하며, 1분 내로 원하는 스테이션으로 옮길 수 있다. 안기현 양극재품질섹션 리더는 “하루에만 300~500개의 샘플이 에어슈팅 시스템을 통해 이동한다”고 설명했다.
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| 포스코퓨처엠 광양 양극재 품질섹션 안기현 리더가 22일 품질분석실에서 로봇팔·자동 정밀 계량 시스템으로 원료 및 제품을 검사하는 분석 자동화 설비를 시연하고 있다.(사진제공=포스코퓨처엠) |
품질분석실에서는 로봇팔 두 대가 원료와 제품 샘플 무게를 측정한다. 사람이 대략적으로 샘플 담으면 로봇팔이 이를 정확히 계량한 후 자동 정밀 측정 시스템으로 보내 검수를 수행토록 하는 방식이다. 안 리더는 “분석에서 가장 중요한 것이 계량으로 사람 손을 많이 타는 부분”이라며 “기존 20여 명이 수행하던 일을 자동화해 인력 감축 효과와 분석 정확도를 높였다”고 말했다.
포스코퓨처엠은 최근 전기차 및 배터리 수요 둔화에도 2030년 연산 100만톤으로 계획했던 양극재 생산 로드맵을 차질 없이 추진한다는 방침이다. 고성능 양극재 수요가 늘면서 22일 광양 공장 부지에 연 5만2500톤 규모의 하이니켈 NCA 양극재 전용 공장도 착공했다. 하이니켈 NCA 양극재는 니켈, 코발트, 알루미늄을 원료로 제조한 양극재로 에너지 밀도와 출력이 높다. 내년 상반기 준공하면 포스코퓨처엠은 전기차(60kWh) 58만여대분의 배터리를 만들 수 있는 양극재를 삼성SDI에 전량 공급한다.
도수화 기자 dosh@viva100.com
