검색 - IT세상을 바꾸는 힘 지디넷코리아

ZDNet 검색 페이지

'고체 리튬 배터리'통합검색 결과 입니다. (5건)

태그
기간
- 3개월
- 1년
- 1년 이전

재검색

전고체 배터리 상용화, 이젠 초읽기…소재 공급망 꿈틀

주요 기업들의 전고체 배터리 양산 시점이 가까워지면서 핵심 소재 공급망도 구체화되고 있다. 상용화 가능성을 두고 의견이 갈리던 과거와 달리, 업계 양산 계획에 맞춰 앞단인 소재부터 설비투자가 본격화되는 모습이다. 9일 배터리 업계에 따르면 국내외 기업들이 전고체 배터리 핵심 소재 양산 확대를 준비 중이다. 전고체 배터리는 리튬이온배터리와 달리 고체 전해질을 사용해 화재 안전성을 크게 높이면서도 혹서·혹한 환경에서도 성능이 유지되고, 에너지 밀도는 2배 이상 높일 수 있을 것으로 기대를 받는다. 이런 점 때문에 이전부터 '꿈의 배터리'로 불렸지만, 제조 난이도가 높아 기업들의 양산 계획이 계속 지연돼왔다. 하지만 최근 들어서는 양산이 가시권에 들어왔다는 평가가 나온다. 국내 기업인 삼성SDI를 비롯해 토요타, CATL 등 주요 기업들이 제시한 전고체 배터리 출시 예상 시점은 2027년 이후다. 업계에서는 이를 전후해 실제 양산 성공 사례가 등장할 가능성에 주목하고 있다. 특히 고체 전해질 3대 유형 가운데 시장의 주류로 꼽히는 황화물계 고체 전해질과, 그 핵심 원료인 황화리튬을 중심으로 증산 움직임이 빨라지고 있다. 이수스페셜티케미컬은 황화리튬 생산능력(CAPA) 확대를 위해 2029년까지 대규모 투자를 계획하고 있다. 이에 울산 온산 공장을 데모 플랜트 규모를 넘어 상업화 플랜트로 확장하는 작업에 지난해 9월 착수했다. 수요 기업 사업 계획에 맞춰 CAPA 확대를 점진적으로 추진할 계획으로, 올해는 기존 40톤에서 150톤까지 CAPA 확대가 예정돼 있다. 정부도 최근 전략 산업을 지원하는 '국민성장펀드'를 통해 이 증설에 1천억원 규모 장기 저리 대출을 지원키로 했다. 일본 이데미츠고산도 토요타와 함께 황화리튬과 고체 전해질 양산을 추진 중이다. 황화리튬 공장은 내년 6월까지 설립한다는 계획이다. 지난달부터는 고체 전해질 파일럿 규모 생산을 위한 설비 투자에 착수했다. 고체 전해질은 주요 배터리 소재 기업들의 투자가 활발하다. 에코프로비엠은 연 CAPA 40톤 규모 파일럿 라인을 운영 중이다. 내년엔 고객사 일정에 맞춰 양산 준비에 착수할 계획이다. 증산 규모는 300톤 수준으로 알려져 있다. 롯데에너지머티리얼즈도 연 CAPA 70톤 규모 파일럿 라인을 운영하고 있으며, 전고체 배터리 기업과의 협력 하에 1GWh 규모로 증설을 검토하고 있다. 스타트업들의 사업 확장도 본격화하고 있다. 국내 스타트업인 솔리비스는 지난해 11월 연 CAPA 최대 42톤 규모 횡성 1공장을 준공했다. 2공장 설립을 위한 투자 유치도 추진하고 있으며, 올해 착공을 고려하고 있다. 미국 스타트업 솔리드파워도 한국에 500톤 규모 고체 전해질 CAPA 확보를 위한 합작 투자를 계획하고 있다고 발표했다. 회사는 현재 미국 콜로라도주에 CAPA는 30톤으로, 올해 말까지 75톤 규모로 확장이 예정돼 있다. 기존보다 한층 본격적인 증산에 나선 셈이다. 업계에서는 이 같은 소재 설비 투자가 완료되면 규모의 경제 효과를 통해 전고체 배터리의 가격 경쟁력도 크게 개선될 것으로 보고 있다. 최근 고성능 배터리 수요가 빠르게 성장할 것으로 전망되는 로봇 시장이 초기 수요를 견인할 것이란 관측도 나온다. 안회수 DB증권 연구원은 지난 1월 보고서에서 “현재 황화리튬이 kg당 250달러 기준으로 1kwh에 필요한 고체 전해질 원재료는 액체전해질 원재료 대비 약 50~60배 비싸다”며 “소재 가격은 양산 체제 구축으로 10~20배까지 낮출 수 있을 것”이라고 전망했다. 이어 “전고체 배터리 양산에 있어 병목은 계면 임피던스, 저온 성능, 황화리튬 가격”이라며 “(전기차 대비)로봇은 해당 문제들을 비교적 감당할 수 있는 환경이기 때문에 전고체 배터리 적용을 2027~28년으로 앞당길 수 있다”고 분석했다. 김명주 신한투자증권 연구원도 지난달 26일 보고서에서 2040년 기준 휴머노이드용 배터리의 68%는 전고체 배터리가 차지할 것으로 내다봤다. 신동욱 솔리비스 대표도 “고체 전해질 연간 생산 및 판매 규모가 수십톤까지 성장하면 액체 전해질 대비 가격이 약 20배 수준, 수백톤 정도로 확대되면 10배 수준 가격을 형성할 것으로 보고 있다”며 이같은 전망에 힘을 실었다. 다만 현재로선 로봇업계가 당장 전고체 배터리를 채택하려 하기보다, 대량 생산을 통한 가격 인하를 희망하는 상황이라고 짚었다. 신 대표는 “로봇 기업들과 배터리 기업들이 협상하는 과정에서 거론되는 단가를 보면, 업계가 수용하기엔 굉장히 낮은 수준”이라고 말했다.

2026.03.09 10:26김윤희 기자

'전고체 선도' 토요타, 양극재 수급처 확보…2027년 출시 목표

일본 완성차 기업 토요타가 이르면 오는 2027년 전고체 배터리 출시를 계획 중인 가운데, 핵심 소재인 양극재 수급처를 확보했다. 지난 8일 로이터, 인사이드EV 등 외신에 따르면 스미토모금속광산과 전고체 배터리용 양극소재 양산을 위해 협력키로 합의했다. 전고체 배터리는 현 리튬이온배터리에선 액체 상태인 전해질을 고체로 채택한 배터리다. 에너지 밀도를 크게 높이면서도 화재 위험을 대폭 낮추고, 충전 속도도 크게 끌어올릴 수 있을 뿐 아니라 사용 가능 온도도 폭넓어 차세대 고성능 배터리로 주목받고 있다. 토요타는 전고체 배터리 관련 기술 특허 1천300여건을 보유해 전세계 기업 중 1위인 것으로 알려져 있다. 다만 전고체 배터리 탑재 전기차 개발 경쟁 구도를 보면 메르세데스-벤츠, BMW 등이 도로 주행 실증에 나서는 등 다소 진도가 빠른 상황이다. 토요타는 전고체 배터리 탑재 차량으로 순수전기차가 아닌 하이브리드차를 고려하고 있다고도 밝히기도 했다. 스미토모금속광산은 일본 스미모토그룹의 비철금속 계열사로 토요타, 테슬라 등에 배터리 소재를 공급하고 있다. 회사는 이번 토요타와의 합의에 따라 2028년 4월부터 전고체 배터리용 양극재 양산을 개시할 계획이다. 토요타는 일본 정유 기업인 이데미츠고산과 지난 2월 전고체 배터리의 다른 핵심 소재인 황화리튬 관련 파트너십을 체결했다. 이데미츠고산은 약 213억엔(약 2천억원)을 투자해 황화리튬 양산 공장을 오는 2027년 6월까지 설립할 계획이다. 전고체 배터리 시장 경쟁은 2020년대 후반 이후 가열될 전망이다. 우리나라 주요 기업 중에선 삼성SDI가 2027년 전고체 배터리 상용화를 목표로 개발을 진행 중이다. SK온도 2029년 상용화를 목표로 지난달 파일럿 공장을 준공했다. LG에너지솔루션도 2030년을 양산 기점으로 전망하고 있다. 현대차그룹은 2030년 이전까진 전고체 배터리 탑재 차량이 상용화되기 어렵다는 의견을 내보인 바 있다.

2025.10.12 13:23김윤희 기자

포스코홀딩스 "이차전지 사업 적자 당분간 지속…자금도 필요"

포스코홀딩스가 내년까지 이차전지 사업의 적자 흐름이 지속될 것으로 전망했다. 관련 사업들이 초기 단계에 있어 본격적으로 수익을 창출하려면 2027년에 도달해야 할 것으로 내다봤다. 포스코홀딩스는 24일 1분기 실적발표 컨퍼런스콜에서 에너지 소재 사업 전망을 이같이 밝혔다. 양극재와 음극재 등 배터리 소재 생산 자회사인 포스코퓨처엠의 경우 단기적인 자금 지원도 필요하다는 판단 하에 다양한 방안을 검토하고 있다. 회사는 1분기 연결기준으로 매출 17조 4천370억원, 영업이익 5천680억원을 기록했다. 전년 동기 대비 각각 3.4%, 1.7% 증가한 수치다. 단 에너지 소재 사업은 매출 9천300억원, 영업손실 980억원을 기록해 전년 동기 대비 매출은 19.6% 감소하고 영업손익은 적자전환했다. 이같은 흐름에선 연 수천억원 수준의 적자가 발생할 전망이다. 포스코홀딩스 관계자는 “HY클린메탈과 포스코필바라리튬솔루션(PPLS) 1공장을 제외한 법인들은 공장 가동 초기 또는 건설 단계”라며 “램프업 및 고객사 인증 절차가 동시에 진행되고 있는데, 램프업 중인 회사들은 생산과 판매가 정상화되기까지 고정비 부담이 따를 수밖에 없다”고 설명했다. 이어 “고객사 인증 과정인 회사들은 미인증 제품을 할인해 판매할 수밖에 없기 때문에 올해도 흑자 전환은 어렵고 적자가 지속될 것”이라며 “내년 중반 이후부터는 일부 법인의 영업이익이 흑자로 돌아서고, 2027년엔 대부분 법인이 정상 가동되면서 흑자 전환하는 것으로 계획하고 있다”고 덧붙였다. 포스코홀딩스 측은 “이차전지 관련 아르헨티나 사업장 한 곳은 건설 중, 한 라인은 램프업 단계이고, 광양 사업장은 한 곳은 상업 생산, 한 곳은 램프업 중이라 4개 라인 중 1개만 상업 생산이 진행되고 있다”며 “사업 적자 폭은 대부분 고정비에 따라 결정되는 상황”이라고 말했다. 포스코퓨처엠의 유상증자 추진 여부에 대해서도 가능성을 완전히 부정하지 않았다. 포스코홀딩스 관계자는 “지난해 6천억원 규모 자금을 지원했지만 예상보다 투자비가 많이 들어갔고, 시황 악화로 판가가 하락하면서 단기적 자금 지원이 필요한 건 사실”이라고 밝혔다. 이어 “포스코퓨처엠의 추가 차입이 포스코홀딩스 신용 등급에 어떤 영향을 미칠지, 포스코퓨처엠의 재무구조나 자금 상황 등을 폭넓게 살펴 적정한 증자와 추가 차입 등 자금 조달 방안과 시기는 결정을 지금 해야 한다고 본다”며 “조만간 결정할 것”이라고 했다. 리튬 등 광물 가격이 예상과 달리 올해 들어서도 하락세가 지속되고 있는 점 또한 실적에 악영향을 줬다. 회사 관계자는 “불확실성이 크게 증가해 예측이 아주 힘들지만, 6개 시장조사기관 전망에 따르면 올해 이후로는 점진적으로 리튬 가격이 상승하고, 2029년에는 평균 2만 달러에 이를 것”이라며 “메탈가 지속 하락에 따른 원재료 관련 재고평가손실은 불가피하고, 업계 모두가 겪는 것”이라고 설명했다. 업계가 차세대 배터리로 주목하는 전고체 배터리 관련해 포스코홀딩스는 소재인 황화리튬을 개발하고 있다. 가시적 성과가 나타남에 따라 데모 플랜트 확대를 검토하고 있다. 포스코홀딩스 관계자는 “저희 리튬 공장에서 나오는 중간 생성물을 토대로 저가의 황화리튬을 개발하려 하고 있다”며 “최근 가시적 결과가 보여 더 큰 규모의 데모 플랜트 추진을 검토 중”이라고 밝혔다. 특히 고체전해질 기업 정관과의 합작법인 포스코JK솔리드솔루션에서 생산된 고체전해질이 유망성을 인정받아 국내외 OEM과 배터리사들의 테스트를 받고 있다고 했다. 회사는 저수익 사업 구조조정을 지속 추진하고 있다. 철강 부문에선 적자가 3년 가량 이어진 중국 장강 법인에 대한 검토도 진행 중이며, 연내 방향성을 결정한다는 계획이다.

2025.04.24 18:44김윤희 기자

가볍고 성능 높인 차세대 배터리 온다…LG엔솔, 개발 박차

LG에너지솔루션이 에너지 용량과 출력, 무게, 원가 등에서 현 리튬이온 배터리 성능을 한 단계 뛰어넘는 차세대 배터리 개발에 집중하고 있다. 손권남 LG에너지솔루션 차세대전지 부문 담당은 10일 서울 양재 엘타워에서 개최된 'NGBS 세미나'에서 연구개발(R&D) 동향을 공유했다. 전고체 배터리, 리튬황 배터리, 소듐이온 배터리 등을 차세대 배터리로 언급했다. “전고체 핵심 '고체 전해질' 이온전도도 업계 최고 수준 확인” 배터리 업계는 에너지 밀도와 출력 및 안정성 등에서 리튬이온 배터리를 크게 뛰어넘는 전고체 배터리의 상용화 추진 상황에 주목하고 있다. 전고체 배터리는 우수한 성능 때문에 '꿈의 배터리'로 기대를 받았지만 기술적 난이도가 높아 수십 년간 상용화에 이르지 못했다. 그러나 최근 기업들이 수 년 내 상용화를 계획하는 등 전고체 배터리의 등장이 머지 않았다는 전망이 힘을 얻고 있다. LG에너지솔루션도 황화물계 전고체 배터리를 오는 2030년까지 상용화할 계획이다. 전고체 배터리는 액체 전해질 대신 고체 전해질을 사용한다. 손권남 담당은 이를 위해 여러 소재 혁신이 필요한 상황이라고 언급했다. 이런 혁신 기술 중 하나로, 양극과 고체 전해질 간 계면을 보호하는 코팅 물질을 새로 개발했다고 밝혔다. 손권남 담당은 “기존 레퍼런스 물질을 사용한 배터리보다 수명과 에너지 출력 등에서 더 우수한 성능을 보이는 것을 확인했다”고 첨언했다. 고체 전해질의 낮은 이온 전도도도 기술적 난제 중 하나다. 이온 전도도가 높아야 에너지 출력과 충전 성능을 높일 수 있다. LG에너지솔루션은 손 담당은 “자체 개발한 아지로다이트 계열 황화물계 고체 전해질의 이온 전도도가 세계 최고 수준인 것을 내부적으로 확인했다”고 밝혔다. 반면 아직 극복해야 할 기술 난제도 상당하다. 손 담당은 “현 리튬이온 배터리 대비 10배 높은 수준의 가압 공정이 필요하고, 황화물계 고체 전해질이 수분에 매우 취약하기 때문에 가공비를 낮추고 소재 안정성을 높이기 위해선 내수분성을 개선하는 소재 혁신이 필요한 상황”이라고 설명했다. LG에너지솔루션은 고전압을 구현하는 데 특화된 배터리 구조인 '바이폴라'를 반고체 및 전고체 배터리에 구현하기 위한 R&D를 추진 중이다. 손 담당은 “전자의 이동 경로가 매우 짧아지면서 급속 충전이나 방전 시 발열 관리에 유리할 것으로 보고 있다”며 “대면적화하면 부품 수도 50% 수준까지 줄일 수 있어 배터리 팩 내 공간 활용률을 높일 수 있고, 전기차에 적용하면 주행 거리와 가격 경쟁력을 높일 수 있을 것”이라고 소개했다. 전기차 외 고전압을 요구하는 ESS나 전기선박에도 활용될 수 있을 것이라고 전망했다. “리튬황 배터리, kg당 500kWh 구현"…소듐이온 배터리 조기 출시 시사 LG에너지솔루션은 리튬이온 배터리 무게 대비 에너지 밀도가 1.5배 높은 리튬황 배터리도 2027년 상용화 목표로 개발하고 있다. 손 담당은 “kg당 400~600kWh의 에너지 밀도를 구현할 수 있을 것으로 보고 있고, 500kWh 수준까지는 개발 가능한 단계”라며, “황이 매우 저렴하기 때문에 하이니켈 리튬이온 배터리 대비 원가를 30~50% 절감할 수 있다”고 강조했다. 손 담당은 무게가 가볍다는 특성상 도심항공교통(UAM) 등 항공 분야에 우선 공급될 것으로 전망했다. 손 담당은 “리튬황 배터리 구현을 위한 양극재를 개발했고, 고안정성과 고출력을 내기 위한 전해질 기술도 자체적으로 보유하고 있다”고 소개했다. 현재는 리튬이 비교적 낮은 가격에 거래되고 있지만, 모빌리티 부문에서 전동화가 상당 수준으로 진행되면 수요 대비 공급이 부족해질 전망이다. 업계에선 보급형 리튬이온 배터리를 대체할 배터리로 소듐(나트륨)이온 배터리 연구도 활발히 진행되고 있다. LG에너지솔루션도 그 중 하나다. 손 담당은 “소듐은 메탈 중 두 번째로 매장량이 많다”며 “이런 풍부한 자원을 토대로 지속 가능성 관점에서 가격 경쟁력을 갖출 수 있는 소듐이온 배터리 개발이 필요하다”고 설명했다. 소듐이온 배터리는 원재료가 저렴할 뿐 아니라 충격에도 매우 안전하고, 저온 환경에서도 성능이 잘 유지될 뿐 아니라 열 폭주에 따른 화재 위험으로부터 안전한 것으로 평가된다. 그러나 낮은 에너지 밀도가 단점으로 꼽힌다. 시장에 다수 보급된 LFP 배터리 대비 규모의 경제가 형성되지 않아 현 시점에선 가격 경쟁력도 LFP 배터리에 비해 밀린다. 손 담당은 “고용량 양극재로 소듐이온 배터리 에너지 밀도를 높이는 연구를 진행하고 있다”며 “또 하나의 방법으로 저희가 타사 대비 기술력이 우수한 건식 공정도 접목해 비용을 더욱 절감하려 한다”고 언급했다. 이어 “원통형 배터리로 구현하기 어려운 전고체 배터리와 달리, 폼팩터를 다양하게 접목할 수 있는 것도 소듐이온 배터리의 장점”이라며 “기존 리튬이온 배터리 공정 라인을 100% 활용할 수 있다”고 했다. 소듐이온 배터리의 경우 다른 차세대 배터리보다 조기에 시장 출시가 이뤄질 것으로 내다봤다. 손 담당은 “무정전 전원 장치(UPS) 등 고출력을 요하는 시장에 조기 출시하려고 최선을 하고 있다”고 말했다.

2025.04.10 15:15김윤희 기자

리튬메탈 전고체 배터리 가격 10년 뒤 60% 하락 전망

리튬메탈 음극 기반 전고체 배터리 가격이 지난해 kWh당 300달러 선에서 10년 뒤인 2035년 기준 120달러 대까지 낮아질 것으로 전망됐다. 시장 주류인 리튬이온 배터리의 현 가격과 유사한 수준이다. 7일 시장조사업체 SNE리서치는 최근 발간된 '차세대 리튬메탈 배터리 기술개발 현황 및 시장전망 리포트'에서 이같이 전망했다. 이같은 전망 하에 관련 시장 규모는 지난해 약 2억 달러(약 2천925억원) 수준에서 2035년 약 320억~470억 달러(약 46조 8천억~68조 8천억원)까지 성장할 것으로 봤다. 전기차, 항공모빌리티 등 고에너지 응용 분야 중심 기술 수요가 확대되고, 리튬메탈 음극이 상용화가 가시화됨에 따른 전망이다. 리튬메탈 배터리는 기존 리튬이온 배터리의 한계를 뛰어넘는 차세대 고에너지 밀도 솔루션으로 전기차, 드론 및 항공모빌리티 등 에너지 수요가 높은 응용 분야의 핵심 동력원으로 주목받고 있다. 특히 이론 용량이 약 10배 높은 리튬 메탈 음극이 적용되면 배터리 소형화와 장거리 주행 구현에 결정적 역할을 할 것으로 예상된다. 단 충·방전 과정에서 리튬 이온이 양극과 음극을 오가는 동안 가지 모양 결정체가 음극 표면에 쌓이는 '덴드라이트'와 고체전해질면(SEI) 파괴, 사이클 수명 저하 등 기술 문제가 상용화를 가로막는 주요 장애 요소로 작용하고 있다. 업계에선 이를 해결하기 위해 계면 제어 기술, 셀 설계 혁신 등 연구개발이 전방위적으로 진행되고 있다. LG에너지솔루션은 KAIST와 협력해 '붕산염-피란 기반 액체 전해질'을 개발해 리튬메탈 배터리의 충방전 효율과 에너지 밀도를 높였다. 롯데케미칼은 덴드라이트 현상을 억제하는 분리막 코팅소재 제조 기술을 개발하는 등 다양한 연구가 진행되고 있다. SNE리서치는 이에 대해서 정책적 지원과 산업 생태계의 유기적 협력이 병행된다면, 리튬메탈 배터리는 향후 차세대 배터리 산업의 새로운 패러다임을 주도할 핵심 기술로 자리매김할 수 있을 것이라고 설명했다.

2025.04.07 14:55김윤희 기자