플라스틱 컴파운딩 전문기업 ㈜그린폴리머(대표 김윤돈)가 자동차 경량화에 기여할 수 있는 알루미나 나노복합소재를 적용한 전기차용 배터리 커버 부품개발에 나선다. 안전을 위해 반드시 필요한 배터리 보호 강성은 높이고 생산가격은 낮춰서, 전기차 시대 도래와 함께 성장하고 있는 복합소재시장을 선도한다는 계획이다.

그린폴리머는 ㈜나노기술, 덕양산업(주)과 함께 나노융합산업연구조합이 추진 중인 ‘나노소재 수요연계 제품화 적용기술개발 사업’에 선정돼 2017년 8월부터 2019년 4월까지 ‘알루미나 나노복합소재를 적용한 전기자동차용 배터리 커버 부품 개발’ 과제를 추진 중이다. 약 2년간 정부출연금 8억원이 투입되며 기업에선 5억1,500만원을 투자한다.

세계 각국이 온실가스 대응 및 친환경 정책의 일환으로 자동차 연비규제와 친환경 전기차 보급을 병행하면서 하이브리드카, 플러그인하이브리드카, 순수전기차 등 전기차 시장이 지속 성장하고 있다. 특히 자동차산업의 후발주자인 중국이 전기차 시장을 선점하기 위해 막대한 보조금을 투입하고 있으며, 디젤 엔진 배출가스 조작으로 혼쭐이 난 폭스바겐 등 유럽의 선진 자동차 기업들도 전기차 개발에 적극 나서면서 최근 전기차 시장은 확대일로다.

전기차 구동의 핵심은 배터리다. 배터리의 충전용량은 주행거리와 비례하는데 아직까지 기술적으로 충전용량의 한계가 있기 때문에 전기차에 있어 경량화는 필수다. 여기에 현재 자동차 배터리로 가장 많이 사용되고 있는 리튬이온전지의 경우 충격을 받으면 폭발할 가능성이 있기 때문에 이를 보호할 수 있어야 한다.

강도·절연 우수 나노 알루미나 섬유 EP 마스터배치, 철 대비 30% 경량화

성형성·가격경쟁력 우수, 연간 5천톤 생산설비 구축 2021년 매출 80억 기대

그린폴리머는 이러한 전기차 시장에서의 요구에 대응해 가벼우면서도 강도가 높은 배터리 셸·모듈 팩 커버 개발에 나섰다. 핵심 소재는 바로 나노 알루미나 섬유(휘스커)다. 알루미나 섬유는 휘스커 형상으로 입자끼리 서로 맞물려 있기 때문에 인장강도가 우수하면서 열전도, 절연 효과가 있다. 나노 알루미나 섬유를 적용한 엔지니어링 플라스틱 복합소재로 만든 배터리 팩 커버는 기존 철로 만든 커버 대비 무려 30%나 가볍다. 또한 성형성도 뛰어나기 때문에 다양한 차종에 따른 배터리 생산기업의 잦은 디자인 변경에도 효과적으로 대응할 수 있다. 여기에 생산원가도 기존대비 약 20%나 절감할 수 있는 것으로 나타났다.

나노 알루미나 섬유의 생산 및 표면개질은 나노분말 제조전문기업 나노기술이 맡고 있으며, 그린폴리머는 나노 알루미나 섬유를 레진과 마스터배치해 펠릿 형태의 엔지니어링 플라스틱 복합소재로 만든다. 이를 가지고 자동차 내장부품 제조 전문업체인 덕양산업이 자동차 배터리 부품을 생산하는 것이다.

현재 이들 기업은 나노 알루미나 섬유 품질과 생산성 확보를 위한 공정개발에 한창이다. 나노 알루미나 섬유를 적용한 엔지니어링 플라스틱 복합소재로 배터리 모듈 케이스 시제품을 사출한 결과 생산에는 문제가 없었고 안정성 평가를 진행 중이다. 본격적인 제품화는 2019년 6월을 목표로 하고 있다.

과제 책임자인 옥성현 그린폴리머 연구소장은 “개발이 완료되는 2019년부터 연산 5천톤의 고기능 나노복합재료 생산설비를 갖춰 생산비를 더욱 낮출 수 있을 것으로 기대된다”며 “2021년에는 국내외에서 80억원의 매출을 창출해 회사의 새로운 성장동력으로 자리매김할 수 있도록 노력하겠다”고 밝혔다.

▲ ㈜그린폴리머는 나노 알루미나 섬유를 레진과 마스터배치해 펠릿 형태의 엔지니어링 플라스틱 복합소재로 만들었다. 이 복합소재는 전기차 배터리 커버 부품 생산에 적용된다..