티씨케이, 2차전지 사업 진출 가시화…'실리콘 음극재' 테스트 돌입

시제품 기반으로 테스트 진행 中…사업 영역 확장 전략

국내 반도체 부품기업 티씨케이가 사업 다각화에 적극 나서고 있다. 차세대 2차전지 소재로 각광받는 실리콘 음극재의 시제품을 개발해, 테스트를 거치고 있는 것으로 알려졌다. 또 다른 신사업인 TaC(탄탈륨카바이드) 서셉터도 지난해 하반기 생산능력 확대를 위한 준비를 마쳤다.

1일 업계에 따르면 티씨케이는 일부 고객사와 실리콘 음극재에 대한 샘플 테스트를 진행하고 있다.

티씨케이 회사 전경(사진=티씨케이)

음극재는 2차전지의 핵심 소재 중 하나로, 양극에서 발생한 리튬이온을 받아들이는 역할을 맡고 있다. 현재 가장 대표적으로 쓰이는 음극재 소재는 천연, 혹은 인조 흑연(그라파이트)이다.

반면 실리콘 음극재는 흑연과 미세한 실리콘 파우더를 일정 비율로 섞어 만든다. 이론상 실리콘 단위 무게당 에너지 용량은 3천~4천밀리암페어시(mAh)/g로, 기존 흑연계 음극재의 에너지 용량(372mAH/g) 대비 10배가량 높다. 티씨케이의 경우 실리콘 카본 소재를 섞어 최대 1천500mAH/g의 용량을 구현하고 있다.

에너지 용량이 높으면 같은 무게에도 더 많은 에너지를 저장할 수 있어, 전기차의 주행거리를 늘리는 데 유리하다. 급속 충전 설계가 쉬워 충전 속도를 단축할 수 있다는 장점도 있다.

티씨케이가 실리콘 음극재 개발에 뛰어든 이유는 기존 사업과의 시너지 효과 창출이다. 티씨케이는 지난 1996년 고순도 흑연 제품 양산을 위해 일본 도카이카본과 국내 케이씨가 합작 설립한 회사다.

티씨케이의 주력 제품은 반도체 식각공정에서 웨이퍼를 고정시켜주는 소모성 부품인 SiC(실리콘카바이드)링이다. SiC링은 링 모양의 흑연 위에 SiC 물질을 증착해 만들어진다. 흑연 및 실리콘 관련 노하우를 쌓아온 티씨케이로서는 기술적 연관성이 높다.

티씨케이는 실리콘 음극재 개발에 상당 부분 진척을 이룬 상황으로, 현재 시제품을 기반으로 일부 고객사와 테스트를 거치고 있는 것으로 알려졌다. 실리콘은 충방전 시 부피가 팽창하는 정도가 강해, 이를 해결하는 것이 향후의 주요 과제로 지목된다.

한편 티씨케이는 또 다른 사업 다각화의 일환으로 TaC 기반 서셉터 양산을 적극 준비하고 있다. 

서셉터는 반도체 증착 공정에서 웨이퍼를 받쳐주는 기판이다. Si(실리콘) 반도체 제조에는 SiC 기반 서셉터가 주로 쓰였다. 그러나 SiC 반도체는 이보다 고온 환경에서 제조되기 때문에, SiC 대비 고온 내구성이 높은 TaC 소재의 서셉터가 쓰여야 한다.

티씨케이는 지난해 TaC 서셉터 상용화에 성공했다. 해당 사업으로만 100억 원대의 매출을 올린 것으로 관측된다. 지난해 하반기에는 TaC 서셉터 양산 라인 확장을 마무리했으며, 이를 기반으로 올해부터 관련 사업을 본격화할 것으로 전망된다.