황화리튬 Li2S | 전고체 배터리 | 고체전해질 원료 핵심소재 | 제조기술 | 주요관련기업 | 이수스페셜티케미칼 | 알아보기

황화리튬(Li2S)은 전고체 배터리의 핵심 소재로 주목받고 있으며, 여러 기업들이 제조 기술 개발에 힘쓰고 있습니다. 일반적인 Li2S 제조 기술과 상용화된 기업들의 기술을 살펴보겠습니다.

일반적인 Li2S 제조 기술

1. 리튬 금속과 황의 직접 반응:
   - 리튬 금속을 암모니아 및 비양성자성 용매 중에 용해시키고, 황 분말을 투입하여 반응시키는 방법[1]

2. 탄산리튬과 황 함유 가스의 반응:
   - 탄산리튬 분말과 황(S)을 함유하는 가스를 건식으로 접촉시키며 가열하여 황화리튬 분말을 얻는 방법[2]

3. 수산화리튬과 황화수소의 반응:
   - 수산화리튬(LiOH)과 황화수소(H2S)를 열과 함께 반응시켜 제조하는 방법[8]

상용화된 Li2S 제조 기업 및 기술

현재 가장 상용화된 Li2S 제조 기업으로는 이수스페셜티케미컬(구 이수화학)이 주목받고 있습니다.

이수스페셜티케미컬의 제조 기술:

1. 연속식 공법:
   - 미국 KBR(Kellogg Brown & Root)과 공동으로 개발한 세계 최초의 연속식 공법을 적용[10][11]
   - 이 기술은 대량생산 체제로의 전환을 용이하게 하며, 원가경쟁력과 품질안정성을 크게 강화[11]

2. 데모플랜트 운영:
   - 2024년 5월에 연속식 공법을 적용한 황화리튬(Li2S) 데모플랜트 증설을 완료[10]
   - 시제품 생산 및 고객사 테스트 진행 중[10]

3. 고순도 제품:
   - 99.98% 이상의 고순도 Li2S 합성기술 개발[8]

4. 미분화 기술:
   - 분쇄/반응/분리를 동시에 수행하는 미분화 복합공정 구현[8]
   - 전고체 전해질과 전극 간 계면저항을 낮추고 성능을 향상시키기 위한 최적 morphology 연구[8]

이수스페셜티케미컬은 2027년까지 첫 번째 상업 플랜트를 구축하고 생산을 시작할 계획입니다[11]. 현재 에코프로비엠, 롯데에너지머티리얼즈, 희성촉매, 미국 Solid Power 등 국내외 기업들과 협력 관계를 구축하고 있습니다[11].

이 외에도 정석케미칼과 레이크머티리얼즈 등이 Li2S 제조 기술을 개발하고 있으나, 현재로서는 이수스페셜티케미컬이 가장 앞선 기술력과 상용화 수준을 보여주고 있는 것으로 판단됩니다.

출처
[1] KR20220079456A - 황화리튬의 제조방법 - Google Patents https://patents.google.com/patent/KR20220079456A/ko
[2] 리튬 이온 전지 고체 전해질 재료용 황화리튬의 제조 방법 https://patents.google.com/patent/KR20130130818A/ko
[3] 이수화학, 전고체 배터리 소재 황화리튬(Li2S) 시제품 공급 - 팍스경제TV https://www.paxetv.com/news/articleView.html?idxno=171298
[4] 정석케미칼, 전고체 배터리 소재 황화리튬 생산공장 첫 삽 - 프레시안 https://www.pressian.com/pages/articles/2023091119115748433
[5] 이수스페셜티케미컬, Li2S 데모플랜트 증설 완료 - 뉴시스 https://www.newsis.com/view/NISX20240604_0002759846
[6] 정석케미칼, 전지 핵심 소재 '리튬황' 개발 성공…양산체제 돌입 https://www.yna.co.kr/view/AKR20220913125000055
[7] [뉴스핌라씨로] 레이크머티리얼즈, 전고체 배터리용 황화리튬 소재 ... https://www.newspim.com/news/view/20240102000870
[8] Li2S (황화리튬) - BNC Labs & Solution Co., LTD https://www.bnclabs.co.kr/rd/li2s
[9] 이수화학, 전고체배터리 핵심기업! 국내유일 Li2S(황화리튬) 양산기업! https://blog.naver.com/bigmouth978/222873021328
[10] 이수스페셜티케미컬, Li2S 데모플랜트 통한 시생산 박차 - 매일경제 https://www.mk.co.kr/news/stock/11128145
[11] 이수뉴스 https://www.isu.co.kr/kor/prcenter/news_view.jsp?sno=803
[12] (주)정석케미칼 고체 전해질 원료인 'Li2S' 양산화 시작 - 전북도민일보 https://www.domin.co.kr/news/articleView.html?idxno=1396081&sc_section_code=S1N1
[13] 이수화학, 美 KBR과 손잡아… Li2S 상업공정 공동개발 착수 https://www.isuspecialtychemical.com/kor/public/getPrc1001View.do?IDX=201
[14] 이수뉴스 - 이수그룹 https://www.isu.co.kr/kor/prcenter/news_view.jsp?sno=815