보고서 정보
주관연구기관 |
(주)부흥산업사 |
보고서유형 | 최종보고서 |
발행국가 | 대한민국 |
언어 |
한국어
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발행년월 | 2014-10 |
과제시작연도 |
2014 |
주관부처 |
중소기업청 Small and Medium Business Administration |
등록번호 |
TRKO201500011547 |
과제고유번호 |
1425091836 |
사업명 |
중소기업R&D기획지원사업 |
DB 구축일자 |
2015-07-18
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키워드 |
이차전지.리튬이온전지.전해액 첨가제.비닐렌 카보네이트 합성.고순도 정제.진공 증류.융융결정화.Vinylene Carbonate.
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초록
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□ 신청과제의 내용
신청기술은 이차전지 전해액 첨가제 VC(Vinylene Carbonate)를 합성하기 위해서 반응촉매를 이용한 EC(Ethylene Carbonate)의 탈수소화
(dehydrogenation) 반응을 통해서 직접 VC를 합성하여 고순도로 정제하는 기술에 관한 것이다.
신청기술의 핵심은 VC의 합성에서 EC의 염소화 반응을 포함하는 기존의 2단계 합성반응을 EC를 직접 탈수소화하는 1단계 반응으로 간략화 함으로써, 기존 염소화 공정의 문제점과 생성물의 정제 공정을 획기적으로 개선한 것으로, 작업환
□ 신청과제의 내용
신청기술은 이차전지 전해액 첨가제 VC(Vinylene Carbonate)를 합성하기 위해서 반응촉매를 이용한 EC(Ethylene Carbonate)의 탈수소화
(dehydrogenation) 반응을 통해서 직접 VC를 합성하여 고순도로 정제하는 기술에 관한 것이다.
신청기술의 핵심은 VC의 합성에서 EC의 염소화 반응을 포함하는 기존의 2단계 합성반응을 EC를 직접 탈수소화하는 1단계 반응으로 간략화 함으로써, 기존 염소화 공정의 문제점과 생성물의 정제 공정을 획기적으로 개선한 것으로, 작업환경의 개선과 아울러 공정의 단순화로 에너지 비용을 최소화할 수 있는 경제적인 기술이다.
□ 평가결과
1. 기술분석 및 기술성 평가결과
신청기술은 리튬 이차전지의 전해액 첨가체로 사용되고 있는 VC의 기존 합성기술이 갖고 있는 문제점을 개선한 기술로서 VC를 1단계 합성 및 고순도 정제할 수 있는 최신 기술이다. 구체적으로는 반응촉매를 이용한 EC의 탈수소화(dehydrogenation) 반응을 통해서 직접 VC를 합성하는 기술이다. 이차전지는 전기에너지를 고효율로 저장, 사용함으로써 전력 품질 개선 및 에너지 효율 극대화를 이루며, 온실가스 배출량을 획기적으로 절감할 수 있는 에너지 저장 기술이다. 이차전지의 시장 수요는 최근 급격하게 증가하고 있으며, 특히 휴대전화, 노트북, PC 등 휴대형 전자기기가 급속히 보급됨에 따라 이들을 구동하는 경량 및 고성능의 전지 수요가 계속 증대하고 있다. 또한 소형 용도 이외에 전기자동차용이차전지로의 활용도 기대되고 있으며, 그중 리튬이온전지는 이러한 시장의 요구를 충족하는 고성능 전지로 주목받고 있다.
신청과제인 이차전지용 전해질 첨가제 VC 합성기술은 원천기술에 해당하는 기술로서 기존 기술의 단점을 획기적으로 개선한 최신기술로 판단된다. 신청 기업이 보유하고 있는 현재 기술포트폴리오와 관련성이 높거나, 혹은 기술개발로 인해 기술역량이 지속적으로 발전될 가능성이 높은 편이다. 또한 기업의 중장기 계획에서 대상기술은 향후 기업의 핵심기술로서 기술전략과의 부합성이 높은 편이며, 금후 계속적으로 개발시킬 계획에 있어 관련 기술역량이 지속적으로 발전 될 것으로 판단된다. 따라서 평가기술인 이차전지 첨가제 VC의 제조 및 고순도 정제기술개발은 최근의 기술 및 산업동향과 부합되는 기술이자 해당기술 또는 산업분야에서 우위를 보일 수 있는 기술로, 기술 수준은 양호한 것으로 판단된다.
이차전지 전해질과 관련해서는 일본, 미국 등 선진국이 원천기술을 통한 특허권을 보유하고 있어 동사의 기술이 독창성에서 최고는 아니지만, 동 기술이 최신 기술로 발전 방향의 선상에 있으며, 시제품 개발 완료 후, 제품의 수요처를 확보하고 있는 만큼 이미 많은 면에서 개발 가능성을 높이고 있으며 전반적으로 무난한 수준에 있다. 향후 기술전망은 밝은 편이며, 동 기술은 성장기 초기의 기술로 판단되어 기술성에서 수명주기의 점수는 높게 평가된다.
2. 기술개발 전략
기술확보전략 측면에서 기술계통도와 평가지표를 통해 12개 세부요소기술 중 ① 반응 최적화 기술, ② VC 합성 고효율화 기술, ③ 정제공정 최적화 기술, ④ 신뢰성 평가 기술을 핵심요소기술로 선정하였다.
기술소싱전략 측면에서 기술매력도와 내부기술역량을 중심으로 핵심요소기술을 평가한 결과, 반응 최적화 기술(T1), VC 합성 고효율화 기술(T2), 정제공정 최적화 기술(T3)은 모두 내부개발을 통하여 기술역량을 지속적으로 확대해 나가는 것이 바람직하다. 신뢰성 평가 기술(T4)의 경우, 현 상황에서는 내부역량이 부족하므로 공동개발(joint venture) 또는 외부 기술보유 업체와의 기술교류 협약(MOU), 컨소시엄(consortium) 형태의 공동연구개발 전략을 통하여 수요기술을 개발하는 것이 바람직해 보인다.
개발인프라 구축전략 측면에서 기술과 기능 중심의 연구조직 구성방안이 제시되었으며 그 외 생산 프로세스별 필요설비와 지적자산 확보 전략이 제시되었다. 마지막으로 주요 기술 개발을 위한 상세 일정, 추진체계 및 소요자원계획이 상세히 제시되었다.
3. 시장분석 및 경제성평가 결과
모바일 IT 기기, 친환경 전기자동차(HEV), 그리고 에너지 저장 장치(ESS)용 이차전지의 수요 증가에 따라 이차전지 및 관련 소재 시장의 수요도 증가 추세에 있다. 따라서 국내외 전해질 첨가제 시장은 점차 성장하고 있으며, 이와 함께 리튬 이차전지의 전해질 첨가제인 VC의 사용도 증가하고 있다. 이에 따라 현재 미국, 일본, EU 등 선진국과 중국은 이차전지 기술 개발을 집중적으로 지원하고 있어, 리튬 이차전지의 급격한 팽창에 대비하고 부가가치의 극대화를 위하여 이차 전지 전해액의 주요 첨가제인 VC(Vinylene Carbonate)의 경제성 있는 양산기술과 초고순도 정제기술 개발의 국산화는 시급한 실정이다.
이차전지 및 관련 소재 시장을 바탕으로 국내외 전해액 첨가제 시장을 추정해 보면, 해당 시장은 6~8%의 연평균성장률을 가지고 성장할 것으로 예측되며, 시장규모는 2012년 세계시장 558백만 달러, 국내시장 2480억 원, 2016년 세계 시장 751백만 달러, 국내 시장 3150억 원이다. 이중 전해액 첨가제 VC의 비중을 20% 로 볼 때 VC만의 2012년 세계시장은 112백만 달러, 국내시장은 496억 원이며, 2016년 세계 시장은 150백만 달러, 국내 시장 631억 원의 시장으로 예측할 수 있다.
현재 국내의 경우 VC 첨가제의 수입 의존도가 높아 수급 안정성 문제가 존재 하나, 동 기술이 성공적으로 상업화될 경우 유기합성 소재의 국산화를 통해 유기 전해액 첨가제의 수입 대체 효과가 발생하여 국내 이차전지 산업의 발전에 기여 할 것으로 기대된다. 또한 이차전지의 응용분야 시장이 점차 확대되고 있으므로, 평가대상기술과 관련한 시장의 성장률은 매우 높은 편이다.
평가대상기술의 수익성을 살펴보면, 개발완료 후 향후 5년간의 주요 수익성 분석 지표는 다음과 같이 산출되며, NPV, ROI, IRR이 기준값을 상회하고 있어 수익성이 양호한 것으로 분석된다.
평가대상기술을 사업화하는 경우 2017년부터 2021년에 걸쳐 총 생산유발효과는 약 6,609백만 원, 부가가치유발효과는 12,708백만 원으로, 경제적 파급효과는 화학산업 분야를 기준으로 보통수준으로 평가된다.
4. 사업화 전략
동사는 신청기술인 이차전지 첨가제 VC의 제조 및 고순도 정제기술개발을 위한 선행 연구수행을 통해 기술개발 경험을 축적하고 안정적 사업화 일정을 계획하고 있다. 해당 기술의 경우 재료 가격이 안정적인 편이며, 기존 생산인력으로 초기 시장 진입 시까지 충분히 생산이 가능할 것으로 예상되나, 양산 및 대량생산을 위해서는 추가 인력/설비 확보가 필요한 것으로 판단된다. 동사는 대상기술을 향후 기업의 핵심기술로 개발시킬 계획이 있어 기술개발로 인해 관련 기술역량이 지속적으로 발전될 것으로 예상된다.
동 기술이 성공적으로 상업화될 경우 전해액의 안정적인 확보와 저가격화, 신뢰성, 고순도화를 이룰 수 있으며 전해액 제조 기술은 성숙단계에 와 있기 때문에 첨가제에 의한 저가격화를 실현할 수 있다.
대부분의 신기술 사업 전개에 있어서 시장형성의 지연이 사업 성패와 깊은 연관을 가지고 있는 사실을 고려할 때, 평가대상기술에 의해 개발될 VC 전해액 첨가제는 LG화학, 삼성SDI, 파낙스이텍, 솔브레인 등 다수의 목표 수요처를 명확히하고 있는 등 사업화 측면에서 유리한 환경을 형성하고 있는 것으로 감안할 수 있어, 신청기업의 전반적 사업화 전략 타당성은 우수한 것으로 판단된다.
특히, 본 신기술 개발은 동사의 대표이사가 동일 유사 분야에서 오랜 경험과 전문적 지식, 많은 기술개발 및 사업화 실적, 특허등록 실적을 가지고 있으며, 직접 기술 아이디어 단계에서부터 적극적으로 연구개발에 참여하여 신기술 개발의 주도적인 역할을 하고 있는 바, 대표이사의 강한 사업화 의지와 더불어 동 기술의 사업 성공 가능성은 높은 것으로 사료된다.
에 따라 자원확보, 수요처 발굴 및 마케팅에 치밀한 전략을 수립할 필요가 있다. 특히, 과제 종료 후 성공적인 시장 진출 및 원활한 제품의 판매를 위해서는 시장 개발 단계, 시장 성숙 단계, 안정 성장 단계 등 각 사업화 단계 및 해당 시장의 특징을 고려한 판매 전략의 수립이 필요할 것으로 판단된다. 한편, 사업화 성공을 위해서는 자금운용 방안이 무엇보다도 중요한데, 현재 진행 중인 사업을 통한 수익과 본 과제를 수행할 경우에는 큰 무리가 없는 것으로 보이나 제품화 일정이 지연될 경우를 대비하여 추가적인 자금조달 경로도 고려하여야 할 것이다.
5. 결론
사업주체는 동 기술의 개발에 있어서 1차년도 267백만 원, 2차년도 267백만원, 총 534백만 원의 투자계획을 가지고 있으며, 구체적으로 인건비 118백만원, 직접비 395백만 원, 간접비 20백만 원 등이 소요되는 계획을 가지고 있다. 투자 재원의 조달은 총 투자금액의 25.1%에 해당하는 134백만 원은 자체자금으로 확보할 예정이고 나머지 자금은 정부지원 과제로 계획하고 있다. 해당 과제는 표준화된 완제품을 제조하는 기술로, 보유기술역량과 제품-기술속성에 비추어 단독개발이 가능한 과제이다. 핵심 기술별 소싱전략에서 제시한 바와 같이 ‘신뢰성 평가 기술’ 등 일부기술은 보유기술역량상 외부와의 공동 또는 위탁개발이 권장된다. 단, 기업의 전략적 선택에 따라 기술개발기간 동안의 기업자원 추가확보 및 투입을 통하여 단독개발도 가능할 것으로 판단하고 있다.
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