니바코퍼레이션, 국내 유일 리튬메탈 제조 업체
잉곳·호일·분말 등 다양한 형태 리튬 원료·음극제 생산

'니바코퍼레이션'을 소개하고 있는 백창근 대표. 20여년동안 배터리 연구에 몰두하고 있는 그는 "리튬금속 제조 전문기업으로서 글로벌 5대 기업으로 성장시키고 지속적으로 스스로 성장해 나갈수 있는 기업을 만드는 것이 목표"라고 포부를 나타냈다. [사진=이동민 수습기자]
'니바코퍼레이션'을 소개하고 있는 백창근 대표. 20여년동안 배터리 연구에 몰두하고 있는 그는 "리튬금속 제조 전문기업으로서 글로벌 5대 기업으로 성장시키고 지속적으로 스스로 성장해 나갈수 있는 기업을 만드는 것이 목표"라고 포부를 나타냈다. [사진=이동민 수습기자]
전기차 수요가 늘면서 리튬2차전지에 대한 관심이 날로 높아지고 있는 가운데, 리튬금속 소재부터 리튬 배터리용 리튬호일 음극재까지 생산하는 기업이 대전에 자리잡고 있다. 니바코퍼레이션(대표 백창근·이하 니바)은 국내 유일 리튬금속 소재부품 제조 전문기업이다. 주력산업은 리튬전지용 리튬금속 음극재이다. 

2000년 들어 미국 유학길에 올라 배터리 소재 연구를 시작한 그는 졸업 후 삼성SDI에 입사해 본격적으로 리튬이차전지 개발에 돌입했다. 6년여간 삼성SDI에서 일한 후 대전에 있는 한화케미칼(現 한화솔루션)에 이직해 배터리 소재 개발에 열중했다. 창업 계기는 예상치 못한 타이밍에 찾아왔다. 2015년 한화케미칼이 배터리 재료 사업을 철수한 것이다.

회사에서 리튬 회수 기술을 개발한 이력이 있었던 그는 자연스럽게 리튬금속에 관심을 갖게 됐다. 당시 리튬금속은 해외서 100% 수입되고 있었기에 비싸면서도 구하기 어려웠다. 또한, 리튬금속은 가볍고 용량이 매우 높아 차세대 이차전지 음극재로서 점차 주목을 받고 있었기에 앞으로 수요가 크게 높아질 것이라 예상했다. 그는 값비싼 리튬금속 소재를 국내에서도 생산해 공급해보자는 마음으로 2016년 3월 니바를 설립했다.

◆ 리튬 금속 음극재로 배터리 무게 DOWN 성능 UP!

리튬이온 배터리와 리튬금속 배터리는 음극재 소재에서 차이를 보인다. 리튬이온 배터리 음극재엔 안전성을 위해 흑연이나 실리콘이 들어간다. 음극재 내부에 리튬이 박혀있는 형태다. 반면 리튬금속전지는 음극재가 모두 리튬금속으로 이뤄져 있다. 

리튬금속 음극재는 흑연 음극재 보다 용량이 10배로 크고 무게도 1/4에 불과하다. 리튬이온배터리에 적용하면 용량이 40% 이상 증가하면서도 무게는 더 가벼워진다. 하지만 리튬금속 음극재 사용시 나뭇가지 모양의 리튬덴드라이트(dendrite)가 발생할 수 있다는 단점도 존재한다. 이는 배터리 단락에 의한 안전성 위험과 수명을 저하시키는 요인이 된다. 백 대표는 “리튬금속 음극재 기술이 발전하면서 리튬덴드라이트 문제도 크게 해소되고 있다”고 말한다. 

그는 "현대 들어서 리튬이차전지가 전기차, 드론등에 사용되며 배터리 용량은 높아져야 하는데 흑연 음극재가 들어간 배터리의 용량을 올리는 건 한계에 와있다"라고 말하면서 "리튬금속 음극재의 적용이 필요하다"고 강조했다. 

리튬금속 수요가 계속해서 증가하는 가운데 시장성이 충분히 있을 거라 판단한 백 대표는 소재 생산에 승부수를 걸었다. 현재 니바는 리튬 잉곳(ingot)과 호일(foil), 분말을 생산하고 있다. 잉곳은 금속을 녹인 후 일정한 모양으로 굳힌 것을 뜻한다. 호일은 종이처럼 얇은 금속 형태이다. 백 대표는 "0.02mm에서 0.05mm 두께의 리튬 호일을 생산하고 있다"고 설명했다. 분말의 경우 흑연 음극제에 들어간 리튬을 보충하는 용도로 쓰인다. 흑연 음극제와 리튬 양극제 사이에서 리튬 이온이 오가는 사이 음극재 내 손실되는 리튬을 채우는 역할을 한다는 것이다.

◆ 반응기는 녹슬고 화재까지 발생···우여곡절 겪은 창업 스토리

"창업 초기 리튬금속 제조 시스템을 개발하고자 중기청 창업성장 과제에 선정됐는데 1년 치 과제에서 장비 설계와 제작에만 6개월 넘는 시간을 썼어요. 힘들게 만든 반응기는 실험 과정 중 조건이 맞지 않아 바로 녹슬기도 했죠"

리튬 금속을 개발하면서 건물 내부에서 화재가 일어나는 일도 다반사였다. 리튬 금속 제조 실험 중 글로브박스에서 불이나 휴일에 경비원이 출동하는가 하면 건물에 큰 불이 나서 경찰관과 소방관이 출동하는 해프닝도 있었다. 백 대표는 "리튬금속은 반응성이 매우 커서 위험하고 개발이 어려운 소재"라면서도 "핵심 음극 소재로서 누군가는 개발을 해야 하는 일"이라고 말하며 고용량 리튬 배터리 소재 개발에 대한 책임감을 드러냈다.

니바는 제품 생산을 위한 자금을 확보하기 위해 2019년 12월 법인으로 전환했다. 이듬해부터 롯데 엑셀러레이터, 선보엔젤, 산은캐피탈 등으로부터 투자를 유치했다. 또 한국탄소나노산업협회 실증지원사업을 통해 마이다스 동아로부터 투자를 받으면서 양산제품 생산 라인을 갖추어 가고 있다.

◆ 신생 기업, 매출 올릴 아이템 만들어라

백 대표는 연구자들의 창업활동에 대해 "매출을 올릴 기반을 어떻게든 만들어야 한다"고 주문했다. 그는 "기술 기반으로 벤처 기업을 만들어 사업화하는 입장에선 초기 개발 비용이 많이 들 수밖에 없다"면서 "이러한 리스크에 대비해 매출을 올릴 수 있는 아이템을 꼭 만들어야 한다"고 조언했다. 기술력이 뒷받침된 신제품을 연구·개발하는 활동도 좋지만 매출을 생각하지 않고 R&D에만 집중하면 회사가 버틸 수 없다는 게 그의 설명이다. 

그는 또 "투자자 입장에서도 기술 역량을 평가하겠지만 매출 부분도 굉장히 중요하게 생각한다"면서 "새롭게 창업하는 사람들은 이를 꼭 유념해줬으면 좋겠다"고 말했다. 

니바는 현재 리튬 호일 음극재 양산을 올해 말에 앞두고 있으며, 이후 대규모 투자 유치를 통해 대량 리튬금속 제품 생산을 위한 공장을 짓겠다는 포부를 밝혔다.

2016년 3월 설립된 니바코퍼레이션은 유성구 북용북로 35번길에 자리잡고 있다. NEBA라는 명칭은 NEo-BAtteries(새로운 전지)라는 영문 이름의 앞글자를 따 만들어졌다. [사진=이동민 수습기자]
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