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KETI, 전고체전지 보호층 기술 개발…전기차 화재 위험 낮춘다

한국전자기술연구원(KETI·원장 신희동)은 고려대 유동주 교수팀, 성균관대 윤원섭 교수팀과 함께 전고체전지의 에너지 밀도와 안전성을 높이는 리튬금속 보호층 기술개발에 성공했다고 5일 밝혔다. 전고체전지는 기존 리튬이차전지와 달리 고체 형태의 전해질로 구성되기 때문에 폭발 위험이 없어 안전하면서도 에너지밀도가 높은 장점이 있어 현재 기술 상용화를 위한 범국가적 연구개발(R&D) 경쟁이 치열하다. 리튬금속 음극은 기존 흑연 음극보다 에너지밀도가 높은 최적 소재임에도 전해질과 리튬금속 사이에서 부반응이 발생하고 충전 시 음극 표면에 덴드라이트가 발생하기 때문에 전지 폭발 등 화재 가능성이나 전지 수명을 저하한다는 문제점을 안고 있었다. KETI 차세대전지연구센터는 나노 입자 실리콘 분말을 활용해 높은 이온 전도성을 가진 리튬금속 보호층을 개발, 최종적으로 리튬금속 전고체전지의 출력 성능을 높였다. 기술개발을 주도한 이긍종 연구원과 최승호 박사(선임연구원)에 따르면 나노 사이즈 실리콘 분말로 구성된 보호층은 리튬 금속과 실리콘-리튬 합금을 형성해 음극 표면의 덴드라이트 성장을 효과적으로 억제할 수 있음을 확인했다. 또 이번 연구로 개발한 합금 보호층 기술을 제작 공정에 적용해 높은 출력 환경에서의 안전성을 확보, 파우치형 셀 검증을 통해 기술 상용 가능성을 증명했다. 연구 결과는 에너지화학 분야의 저명한 국제학술지인 ACS 에너지 레터스(ACS Energy Letters, IF=19.3) 최신호(8월 발간)에 게재됐다. 유지상 KETI 차세대전지연구센터장(교신저자)은 “전고체전지의 에너지밀도를 높이기 위해서는 리튬금속 음극 적용이 필수적이나, 리튬 덴드라이트 현상은 전지 개발의 큰 걸림돌로 작용해왔다”며 “KETI 연구진이 개발한 리튬금속 보호층 기술은 대면적화가 가능해 전고체전지 성능을 향상하는 핵심 기술이 될 것으로 기대한다”고 밝혔다. 한편, 연구 성과는 산업통상자원부·한국산업기술기획평가원의 지원을 받은 자동차산업기술개발사업과 과학기술정보통신부·한국연구재단이 추진하는 STEAM 연구사업을 통해 개발됐다.

2024.09.06 11:58주문정

호주 찾은 장인화 회장 "청정 미래 개척 더욱 긴밀하게 협력"

장인화 포스코그룹 회장이 2일 호주 퍼스에서 열린 '제45차 한-호주 경제협력위원회 합동회의'에 참석해 한국을 대표해 양국 간 관계 발전을 도모했다. 1979년에 시작해 올해 45회째를 맞이한 한-호주 경제협력위원회 합동회의는 양국 경제계의 지속적이고 견고한 파트너십을 증명하는 협력 플랫폼으로 자리잡고 있으며, 이번 회의에는 양국 정·재계에서 약 250여명이 참석했다. 특히 올해는 한-호 자유무역협정(KAFTA) 체결 10주년으로, 한-호주 경제협력위원회가 KAFTA와 함께 양국 협력을 한 단계 끌어올리는 데 깊이 일조해 온 것에 대해서 양국 정부 및 경제인 간 공감대를 형성하며 의미를 더했다. 한국 대표로는 한-호 경협위(KABC) 위원장 장인화 포스코그룹 회장, 정인교 산업부 통상교섭본부장, 심승섭 신임 주호주 한국대사 등이 참석했다. 호주에서는 마틴 퍼거슨 호-한 경협위(AKBC) 위원장, 돈 패럴 연방 통상·관광장관, 로저 쿡 서호주총리, 제프 로빈슨 주한호주대사를 등이 참석했다. 장 회장은 개회사에서 “한국과 호주는 광물, 에너지 등 전통적인 자원협력을 넘어 이제 친환경 소재 및 인프라 혁신을 아우르는 청정 미래 개척에 동참하고 있다”며 “양국이 더욱 긴밀한 경제 협력을 통해 글로벌 시장에서 더 큰 경쟁력과 기회를 함께 확보해 나갈 것으로 기대한다”고 말했다. 포스코그룹은 1980년대 초부터 철광석, 리튬, 니켈 등 핵심광물 공급망의 중요한 파트너 국가인 호주와 자원개발 분야에서 협력을 확대해 왔으며 누적 투자비는 지금까지 4조원에 달한다. 또한 매년 약 70억 달러 이상 철강 원료를 호주에서 구매하고 있는데 이는 총 원료 구매량 70%에 달한다. 특히 최근 글로벌 지정학적 리스크가 고조되며 우방국끼리 연합해 공급망을 구축하는 '프렌드 쇼어링'이 확대되는 가운데 포스코그룹은 수십 년간 자원개발 협력을 다져온 호주와의 신뢰를 더욱 공고히 해 양국의 경제·산업 발전에 앞장설 방침이다. 올해 합동회의에서는 핵심광물 공급망, 인공지능(AI) 및 스타트업, 방산/항공우주, 식품 및 인프라, 청정에너지 등 5개 분야에서 양국간의 협력 방안에 대해 논의했다. 한편 장 회장은 3일과 4일 양일간 돈 패럴 연방 통상관광장관, 매들린 킹 연방 자원장관, 로저 쿡 서호주총리 등 호주 정부 인사와 주요 기업 최고경영층과 잇달아 면담하며 양국 경제협력을 강화한다. 장 회장은 호주 정부에 포스코그룹 비전에 대해 공유하고, 호주에서 추진중인 HBI 프로젝트, 이차전지소재용 리튬, 흑연 등 그룹 핵심사업이 원활히 진행될 수 있도록 호주 정부의 아낌없는 지원을 요청할 예정이다. 또한 필바라 미네랄스社 캐슬린 콘론 이사회 의장과도 만나 양사가 합작한 포스코필바라리튬솔루션에 안정적인 리튬 정광 공급을 당부하고, 앞으로의 리튬사업 협력 확대 계획에 대해서도 논의할 계획이다. 이어 4일에는 호주 원료 파트너사 로이힐과 공동 후원해 건립한 '한국전 참전용사 추모공연장 준공식'에 참석해 호주 참전용사분들 숭고한 헌신에 감사한 마음을 전달할 예정이다. 추모공연장은 전쟁 아픔을 딛고 얻어진 평화와 연대의 가치를 영구적으로 기념하기 위해 건립됐다. 한편, 포스코그룹은 호주와 철강 원료뿐만 아니라 HBI, 수소, 리튬 등 미래사업 분야에서도 협력 관계를 구축하고 있으며, 흑연, 희토류 등 신규 사업 분야에서도 호주의 잠재적 파트너사들과 지속 교류하며 전략적 파트너십 관계를 구축해 나갈 계획이다.

2024.09.02 09:10류은주

리튬 가격 떨어지자 배터리 셀 가격 또 하락

배터리 원자재 리튬 가격이 내려감에 따라 배터리 셀 가격도 하락세를 이어가고 있다. 6일(현지시간) 시장조사업체 트렌드포스에 따르면 지난달 배터리 셀 가격은 전달 대비 2% 하락했다. 양극재와 코발트, 니켈, 특히 구리와 같은 배터리 금속 가격 하락이 맞물리며 배터리 원재료 비용이 내려가 배터리 셀 가격도 떨어졌다는 분석이다. 각형 삼원계와 리튬인산철(LFP) 그리고 파우치형 삼원계 배터리 셀 평균 가격(ASP)은 각각 와트시당 0.48위안과 0.41위안, 0.5위안이다. 에너지저장장치(ESS)용 배터리 가격은 더 크게 내려갔다. 지난 한 달 동안 ESS용 LFP 배터리 셀 가격은 9% 가량 감소해 와트시당 0.38위안으로 하락했다. 중국 탄산리튬 가격은 톤당 8만위안으로 떨어졌지만 여전한 공급 과잉으로 별로 감소하지 않았기 때문이다. 트렌드포스는 3분기에 탄산리튬 가격이 최저치를 기록할 것이라는 전망도 내놨다. 다만 트렌드포스는 "미국 등 해외 시장에서 관세 정책이 시행되면서 배터리 셀 제조 업체들이 리튬 재고를 늘리는 움직임이 본격화되고 있다"며 "리튬 가격 하락 추세는 지속되지만, 속도가 다소 둔화할 수 있다"고 관측했다.

2024.08.08 09:23류은주

엘앤에프 "투자 속도조절 필요...신사업은 계획대로 추진"

양극재 전문 기업인 엘앤에프가 전기차 수요 성장 정체(캐즘) 여파로 분기 실적 지속 악화를 겪고 있다. 단기간 실적 회복을 기대하기 어려운 만큼 투자 속도조절을 검토한다. 다만 미드니켈, 리튬인산철(LFP) 배터리 양극재 등 신사업에 필요한 투자는 당초 계획대로 추진할 계획이다. 엘앤에프는 2분기 실적발표 컨퍼런스콜에서 이같은 방침을 밝혔다. 구체적인 생산능력(CAPA) 중장기 계획 조정안에 대해서는 좀 더 검토해 추후 발표하겠다고 했다. 회사는 올해 2분기 연결기준 잠정 실적으로 매출 5천548억원, 영업손실 842억원을 기록했다. 전년 동기 대비 매출은 59.4% 하락하고 영업이익과 순이익은 적자전환했다. 전분기에 비해 매출은 12.7% 감소하고 영업손실과 순손실 규모는 각각 58.7%, 33.4% 줄었다. 지난해 4분기부터 실적 악화가 지속되고 있다. 박남원 엘앤에프 전략기획부문장 상무는 “지속되는 수요 둔화에 대한 변곡점을 올 하반기 마련하고 싶으나 쉽지 않은 상황”이라며 “4분기 신제품이 출시되면 내년 상반기에는 판매량이 회복될 것으로 기대 중”이라고 했다. 이어 “고객사의 전기차 신규 모델 출시도 예정돼 있는데 이에 따른 물량 증가도 예상돼 실적에 좋은 영향을 줄 것으로 본다”면서도, “미국 주가 폭락과 대선 이슈, 중동 전쟁 등 여러 대외 변수로 시장 상황을 면밀히 주시하고 있다”고 덧붙였다. 양극재 판가는 시차를 두고 원재료인 메탈 가격과 연동된다. 메탈 가격이 하락세를 나타내면 메탈은 보다 비싼 가격에 매입하고, 메탈로 만든 양극재는 제값보다 저렴하게 팔아야 한다. 예상과 달리 2분기 메탈 가격이 재차 하락세를 띄면서 엘앤에프도 실적에 타격을 입었다. 박남원 상무는 “리튬 가격이 급락하고 있지 않고, 현재 보유한 재고로 제품을 생산해 판매함에 따라 1분기에는 800억원대 재고평가손실이 발생했지만 2분기에는 500억원대 환입이 발생했다”며 “3분기와 하반기는 리튬 시세 추가 하락 및 내년 물량 대응을 위해 보유량 증대 가능성이 있어 재고평가손실 추가 발생 가능성이 있다”고 예상했다. 회사는 연내 신사업 투자 등에 필요한 자금 확보에 나설 계획이다. 박 상무는 “대규모 유상증자는 검토하고 있지 않고, 증권가를 통한 자본 확충 방법을 늦어도 연말까지 실행할 예정”이라며 “최근 전기차와 배터리 산업이 다소 위축됐지만 국책은행과 산업부가 적극적으로 금융지원을 해주고 있다”고 했다. 엘앤에프는 신사업 준비 현황도 공유했다. LS그룹과 합작해 추진 중인 전구체 사업의 경우 탈중국 공급망을 구축한 이점을 인정받고 있다고 강조했다. 내년 1분기 공장을 준공한 뒤 2분기는 고객사에 제출할 샘플 생산에 나설 계획이다. 음극재와 리튬 톨링 사업은 수직 계열화로 수익성을 강화하는 데 초점을 두고 있다. 박 상무는 “시장 환경에 따라 속도 조절하기보다는 원재료 공급망과 수익성 검증, 파트너사와의 협의가 완료되는 대로 즉시 사업화에 나설 계획”이라고 첨언했다. 시장 비중이 지속 확대되는 리튬인산철(LFP) 배터리용 양극재에 대해선 충진밀도 2.5 이상 제품 개발을 마쳤고, 2.6 수준 제품 개발을 진행하고 있다. 엘앤에프는 LFP 양극재 파일럿 라인을 구축하고 고객사 테스트를 받고 있다. 공급망 단에서는 고객사 요구에 따라 향후 미국 인플레이션감축법(IRA) 등에 따른 문제가 발생하지 않도록 FTA 국가를 통한 수급을 추진 중이다. 반면 주요 제품으로 그 동안 에너지저장장치(ESS)에 쓰였던 니켈코발트망간(NCM) 523 양극재 수요는 큰 폭으로 줄어듦에 따라 향후 사업 방향성을 검토하고 있다. 이병희 엘앤에프 최고운영책임자(COO) 사장은 “하반기 ESS 물량이 큰 폭으로 추가 하락할 것으로 예상되는 상황”이라며 “산업용 ESS에서 LFP로의 전환 움직임이 커지고 있는데, 향후 자동차용 ESS나 프리미엄 분야 다수를 살펴보고 있고, 방향성에 대해 계속 고민을 해야 될 것”이라고 언급했다.

2024.08.06 18:55김윤희

리튬 가격 바닥…세계 최대 생산 기업 앨버말, 호주 생산 확대 중단

리튬 가격이 고점 대비 대폭 하락해 쉽게 반등하지 못하는 상황에서 세계 최대 리튬 생산 업체인 앨버말이 호주 공장 생산량 확장 계획을 중단했다. CNBC 등 외신에 따르면 앨버말은 31일(현지시간) 호주 케머톤 수산화리튬 생산 공장 확장을 중단한다고 밝혔다. 공장 내 단일 라인 생산을 꾀하고 다른 리튬 가공 라인은 유휴 라인으로 돌릴 계획이다. 공장 인력은 40% 감축할 예정이다. 이번 조치에 따라 케머톤 공장 생산능력(CAPA)은 현재 5만톤에서 2만5천톤으로 줄어들 전망이다. 앨버말은 이 공장 CAPA를 10만톤 규모로 늘리고 가공라인을 4개로 확장하려 했지만, 이를 취소하고 세 번째 라인 건설을 중단했다. 앨버말은 사업 운영 구조와 비용을 종합적으로 검토한다는 방침이다. 리튬 가격 하락세가 길어지면서 수익성에 타격을 입었기 때문으로 분석된다. 앨버말은 2분기 매출 14억 달러(약 1조 9130억원)를 기록한 데 반해 순손실 1억8천800만 달러(약 2천569억원)를 기록했다. 자본 프로젝트 자산 상각 및 계약 취소에 따른 세후 비용 2억1천500만 달러(약 2천938억원)가 포함된 수치다. 한국자원정보서비스(KOMIS)에 따르면 31일 기준 리튬 가격은 킬로그램당 79.5위안으로 나타나고 있다. 지난 2022년 11월 기록한 최고가 대비 86% 가량 떨어진 가격이다. 올해 들어 리튬 가격은 상반기 중 소폭 반등하다가 다시 하락이 이어지고 있다.

2024.08.01 11:36김윤희

차세대 '아연공기전지' 수명문제 해결…10년 내 상용화

국내 연구진이 차세대 이차전지로 주목하는 아연공기전지의 수명문제를 해결했다. 한국생산기술연구원은 섬유솔루션부문 윤기로 박사와 한양대 최선진·최준명 교수 연구팀이 공동으로 '아연공기전지용 복합 겔전해질' 기술 개발에 성공, 웨어러블 디바이스용 이차전지 상용화의 실마리를 풀었다고 31일 밝혔다. 아연공기전지는 값싼 아연 음극과 물 기반의 전해질, 가벼운 산소를 양극으로 사용해 발화 위험이 없다. 리튬이온전지 대비 에너지 밀도가 높아 웨어러블 디바이스용 이차전지 대안으로 꼽혀 왔다. 그러나 공기 중 산소를 양극 연료로 활용하기 위해 열린 전극 구조를 갖고 있어 물이 쉽게 증발한다. 물이 증발하면 전지 성능이 급속히 감소한다. 이 문제를 공동 연구팀이 해결했다. 아연공기전지는 전해액과 분리막을 대체하기 위해 반고체형 '겔전해질'을 사용한다. 또 친수성 고분자인 폴리비닐 알코올(PVA)을 이온 전달 매개체로 쓴다. 이때 표면 기공으로 수분이 빠르게 빠져 나가 성능에 문제가 발생한다. 연구팀은 겔전해질 내부에 자체 중량 대비 수백 배에 이르는 물 흡수가 가능한 고흡수성 수지 폴리아크릴산(PAA)으로 구성된 나노섬유로 오랜 난제를 풀었다. 윤기로 박사 연구팀은 독자적인 전기방사 기술로 PAA 나노섬유를 교차 정렬 형태로 제조했다. 그 결과 전기방사 과정에서 늘어난 나노섬유의 길이 방향을 따라 내부 고분자 사슬이 배열돼 친수성 작용기의 밀도가 높아지는 것으로 나타났다. 한양대 최준명 교수 연구팀은 또 분자동역학 시뮬레이션을 통해 겔전해질 내부에 나노섬유를 도입했을 때 고흡수성 나노섬유를 따라 빠르게 수분이 모여드는 현상을 확인했다. 최선진 교수 연구팀은 열처리 과정에서 PAA와 PVA가 서로 엵혀 나노섬유가 물에 녹지 않고 구조를 안정적으로 유지한다는 사실을 밝혀냈다. 나노섬유를 따라 형성된 수분 층은 이온 이동 거리를 효과적으로 단축시켰다. 이온 전도도 값이 235.7 밀리지멘스퍼센티미터(mS/㎝-1)로 매우 우수하다. 고흡수성 나노섬유를 도입한 복합 겔전해질을 아연공기전지에 적용한 성능평가 결과 순수 겔전해질 대비 3배가량 향상된 출력 밀도와 60시간 이상의 긴 충·방전 수명을 기록했다. 윤기로 박사는 “향후 안정적인 겔전해질 기술 및 유연소자 개발을 통해 웨어러블 아연공기전지 조기 상용화에 주력할 계획”이라며 "5~10년 내 상용화될 것"으로 내다봤다. 연구는 한국연구재단 이공분야 기초연구사업과 해외우수기관 협력허브구축사업 지원을 받았다. 연구성과는 에너지 저장 분야 국제 학술지 '에너지 스토리지 머터리얼즈' (IF=18.9, JCR 상위 4.2%)'온라인판에 게재됐다.

2024.07.31 14:56박희범

칠레 리튬 광산 개발에 LG엔솔·포스코 등 12개社 제안서 제출

칠레 리튬 광산 개발 사업에 LG에너지솔루션, 포스코 등 국내 기업을 비롯한 12개 기업이 제안서를 제출했다. 마이닝닷컴 등 외신에 따르면 칠레광물공사(ENAMI)는 25일(현지시간) 칠레 알토안디노스 염호 리튬 추출 사업에 12개 기업이 참여 의향서를 제출했다고 발표했다. ENAMI는 지난 5월부터 알토안디노스 사업 파트너를 탐색해왔다. 의향서 제출 기업에는 칠레 기업인 벨사코와 그루포 에라주리즈, 중국 CNRG-BTR 컨소시엄, 중국 전기차 기업인 BYD 외 리오 틴토, 에라멧, 서밋 나노테크 등 외국 광산 기업, 아르헨티나 석유 시추기업 테크페트롤 등이 포함됐다. ENAMI는 다음달 19일 이 중 요건 충족 기업을 발표하고 최종 협상을 진행할 예정이다. 칠레는 리튬 매장량 1위, 생산량 2위 국가로 알려져 있다. 리튬은 배터리 핵심 재료로, 최근 배터리 주 수요처인 전기차 시장 성장이 둔화됨에 따라 가격이 다소 하락한 상태다. 전기차, 배터리 업계는 중장기적으로 전기차 대중화가 이뤄질 것이란 전망 하에 올해가 리튬 등 핵심 자원을 저가에 확보할 적기로 보고 관련 투자를 추진 중이다.

2024.07.26 10:36김윤희

포스코홀딩스 "전기차 캐즘, 우량 자산 확보 기회"…뚝심 투자 지속

포스코홀딩스가 전기차 수요가 정체 중인 현 상황(캐즘)을 우량 자산 확보 기회로 삼겠다는 계획이다. 최근 업황 악화로 이차전지 소재 사업 실적이 하락했지만, 중장기적으로 캐즘 이후 상황이 도래할 것을 고려해 투자를 이어간다는 전략이다. 포스코홀딩스는 25일 올해 2분기 실적발표 컨퍼런스콜에서 이같은 계획을 언급했다. 포스코홀딩스는 2분기 연결기준 잠정 실적으로 매출 18조 5천100억원, 영업이익 7천520억원, 순이익 5천460억원을 기록했다. 전년 동기 대비 매출과 영업이익, 순이익이 각각 8%, 43.3%, 29.6% 감소했다. 포스코홀딩스 관계자는 “전기차 OEM들이 투자를 연기한 게 사실이지만, 저희는 양극재와 음극재 공장 신설 시 고객 주문을 기반으로 하고 있고, 니켈과 리튬도 마찬가지”라며 “전기차 산업 성장 둔화로 자산 가격이 굉장히 떨어져 있어 이를 기회로 우량 자산을 확보할 계획이고, 차세대 배터리 준비도 강화해 향후 상황에 대응하고자 한다”고 했다. 앞서 포스코홀딩스는 전반적인 업황 악화에 따라 올해 설비투자(CAPEX) 규모를 기존 11조원에서 10조 8천억원으로 축소했다. 이번 컨퍼런스콜에선 전기차 캐즘 지속과 철강 시황 침체 등에도 CAPEX 추가 조정을 발표하지 않았다. 포스코홀딩스 관계자는 “상반기 약 43% 정도인 4조 6천억원을 집행했는데 철강이 1조 8천억원, 이차전지 소재가 2조 1천억원, 인프라에 5천억원 가량을 투입했다”며 “투자비가 100% 집행된 경우가 드물기 때문에 예상 금액을 넘기진 않을 것으로 보고 있다”고 설명했다. 내년 CAPEX 규모는 구체적으로 계획되진 않았지만 다소 늘어날 것으로 예상하고, 10조원 이상은 집행될 것으로 내다봤다. 전기차 캐즘이 예상보다 장기화면서, 배터리 핵심 원재료인 니켈, 리튬 등 메탈 가격도 예상과 달리 추가 하락이 나타나는 상황이다. 단기간에 시황이 개선되기 어려울 것으로 전망했다. 포스코홀딩스 관계자는 “니켈 가격이 현재 톤당 1만6천 달러 이하로 떨어졌고 재고 물량도 30개월치 이상으로 단기간에 가격 개선이 어려울 것”이라며 “3분기에는 재고 소진이 다소 이뤄지고 4분기에는 시황이 좀 개선될 것”이라고 언급했다. 인도네시아 프로젝트를 통한 공급 물량 증가에 따른 이차전지 소재 사업 악영향 수준에 대해서는 “중국 업체 위주로 많은 프로젝트가 진행되고 있고 계획된 물량만 해도 100만톤이 넘어가지만 전체적으로는 니켈 가격 상승에 제한이 있을 것”이라며 “미국과 인도네시아 간 FTA가 체결되면 많은 물량이 미국에 갈 수 있지만 비(非)중국 프로젝트 중 이차전지 소재로 쓰일 수 있는 니켈 양이 매우 제한적”이라고 설명했다. 최근 호주에서도 니켈 관련 프로젝트들이 중단돼 미국 인플레이션감축법(IRA)상 세액공제 기준을 충족하는 니켈 공급량이 매우 유한할 것으로 전망했다. 리튬 가격에 대해선 “가격 반등 시점에 대해 2026년, 2028년 등 엇갈리는 전망들이 나오고 있다”며 “가격 회복 시점이 손익분기점이 될 것”이라고 말했다. 이어 “올해부터 아르헨티나 리튬 공장이 램프업(대량 양산을 위한 생산 능력 증대 과정) 단계에 들어가는데 초기엔 생산량 증대가 천천히 이뤄지는 만큼 가격 약세 구간에서 생산 안정화 작업, 배터리 쪽에 납품하기 위한 인증 작업을 거치게 될 것”이라며 “가격 회복 시점을 기다리고 있다”고 첨언했다. 회사는 지난 12일 사업 핵심 축으로 철강과 이차전지 외 신소재를 언급하면서 오는 2030년 매출 5조원 이상 사업으로 육성하겠다고 발표한 바 있다. 포스코홀딩스 관계자는 “기존 사업과 시너지를 내고 새로운 도메인으로 자리잡을 만한 소재를 하반기에 검토할 것”이라며 “상세히 언급하긴 어렵지만 기존 사업 영역과 연관된 분야로, 모빌리티 관련 미래 소재나 친환경 에너지, 전력 인프라 등 분야 관련 검토를 진행 중”이라고 밝혔다. 장인화 포스코홀딩스 사장이 밝힌 구조조정 이후 창출된 현금에 대해선 우선 주주 환원에 일부 활용하고, 대부분은 이차전지 소재 등 성장 사업과 철강 사업 탄소 중립 준비 자금으로 활용하겠다고 언급했다. 오는 11월 미국 대통령 선거에서 트럼프 전 미국 대통령이 당선될 경우 철강 산업에 미칠 영향에 대해선 “이미 무역 장벽으로 직접 판매를 제한적으로 하고 있다”며 “포스코 멕시코 등을 활용해 현지 생산판매 체계를 운영 중인데 최근 미국 멕시코산 면세 조건 강화 결정으로 멕시코 법인 수출 제품에 관세가 부과될 전망”이라고 했다. 포스코 멕시코를 통한 미국 수출량이 많지 않고, 멕시코에서 부품 가공을 거쳐 공급된 제품은 규제 대상에 포함되지 않아 영향이 제한적일 것으로 전망했다.

2024.07.25 17:32김윤희

삼성SDI 이어 LG엔솔도 잰걸음…전고체 배터리 경쟁 가속

차세대 고성능 전기차 배터리로 주목받는 전고체 배터리를 두고 일찍이 양산 계획을 밝힌 삼성SDI에 이어, LG에너지솔루션도 2030년 이전 개발 완료를 목표로 하는 등 국내 배터리셀 기업 간 경쟁이 가속화하고 있다. 양사는 23일 서울 강남구 과학기술회관에서 열린 'SNE 배터리 데이 2024'에서 차세대 배터리 개발 방향에 대해 이같이 밝혔다. 배터리 핵심 공급처인 전기차 시장이 최근 수요 정체(캐즘)를 겪고 있어, 보다 긴 주행 거리를 보장하고 가격도 보다 저렴한 전기차 배터리가 요구되고 있는 상황이다. LG에너지솔루션과 삼성SDI도 이런 환경을 고려해 차세대 배터리 포트폴리오를 준비 중이다. 전고체 배터리는 고사양 전기차를 위한 제품으로 개발 중이다. 중국 기업의 주력 제품인 리튬인산철(LFP) 배터리보다 높은 성능의 보급형 배터리 개발 계획도 세웠다. 중저가 배터리 시장을 되찾겠다는 의지다. 최근 전기차 업체들이 보급형 모델에 눈을 돌리면서 배터리 시장 주도권도 이에 맞는 LFP 배터리를 제공하는 중국 업체 쪽으로 많이 기울어졌다. 공정 단계 측면에선 공통적으로 건식 전극을 핵심 기술로 연구하고 있다. 기술의 난이도가 높지만 차세대 배터리에 적용할 경우 원가도 절감하고, 보다 고성능을 구현할 것으로 기대했다. ■LG엔솔 “2030년 이전 차세대 배터리 개발…'전고체' 기술력도 업계 앞서” 이날 연사로 나선 정근창 LG에너지솔루션 미래기술센터 부사장은 “리튬이온전지를 지속 개량함과 동시에 차세대 배터리 기술을 개발하고 있다”며 “고성능 부문은 황화물계 배터리로, 평균~하위 부문은 LFP와 리튬인산망간철리튬(LMFP) 배터리를 활용하면서 반고체 바이폴라 배터리로 가격 경쟁력을 강화해나갈 것”이라고 언급했다. 현재 개발 중인 차세대 배터리들은 적어도 2030년 이전에 개발을 마칠 것으로 전망했다. LG에너지솔루션은 지난 10여년간 차세대 배터리로 리튬황배터리를 개발해왔다. 정근창 부사장은 “시험 단에선 가장 우수한 성능과 수명을 기록했지만 범용화하는 데에는 어려움을 겪고 있다”면서도 “황은 가격이 저렴하면서도 에너지를 많이 담을 수 있어 시장에서 승산 있는 제품이 될 것”이라고 소개했다. 현 기술 수준에선 500Wh/kg 수준까지 에너지 밀도를 높였다. 정 부사장은 “안전성 문제가 고민인데, 고고도 무인기 활용 사례에 한해선 꽤 검증된 제품 설계를 가지고 있다”며 “리튬황 배터리를 처음 출시하고 활용 경험을 쌓아나가는 데 적절한 사례가 될 것”이라고 기대했다. 장기적으로는 항공 모빌리티에 활용할 만한 고에너지·고출력 특성을 지닌 배터리로도 활용하게 될 것으로 전망했다. 이를 위한 에너지 밀도와 출력 성능은 어느 정도 구현했고, 배터리 수명을 늘리는 데 기술 개발을 집중하고 있다. 전고체 배터리에 대해선 이전보다 기술력에 있어 자신감을 내비쳤다. 지난 3월만 해도 “보수적 관점에서 개발하고 있어 양산 시점이 늦어지고 있다”고 밝힌 데 비해 보다 긍정적으로 뉘앙스가 바뀌었다. 정 부사장은 전고체 배터리에 대해 “건식 전극 공정을 활용한 개발 단에선 가장 앞선 단계라고 생각한다”며 “높은 이온 전도도를 가진 조성물을 갖고 있고, 독자적인 나노 코팅으로 양극재를 보호하는 기술로 저항을 줄이고 수명을 늘릴 수 있다”고 강조했다. 활용 사례로는 고성능 전기차와 선박을 들었다. 높은 에너지 밀도가 강점인 리튬메탈전지도 개발 중이다. 정 부사장은 “성능은 어느 정도 구현이 되지만, 내구성을 높이는 것이 어려운 부분”이라며 “대부분의 리튬 전지 공정을 활용해 제품을 생산할 수 있는 것이 장점으로, 소형 모빌리티와 초소형 기기에서 활용 경험을 쌓은 뒤 자율주행차량 등 대규모 시장에 진입할 계획”이라고 했다. 바이폴라 배터리는 팩 구조를 단순화해 원가 경쟁력을 높일 제품으로 개발되고 있다. 정 부사장은 “건식 전극 공정을 활용하고 반고체 전해질을 활용하는 것이 특징”이라며 “상당히 어려움이 많지만 구현이 되면 중국산 배터리와 경쟁이 가능할 것”이라고 언급했다. ■ 삼성SDI “전고체 배터리 기술 검증 끝나…샘플 평가 매우 긍정적” 삼성SDI는 그 동안 하이니켈 니켈코발트알루미늄(NCA) 배터리 등 고사양 배터리 위주로 양산해왔다. 지난해부터는 전기차 시장 변화를 고려해 미드니켈 배터리, 코발트가 빠진 NMX 배터리, 기존 LFP 배터리보다 에너지 밀도를 높인 LFP+ 배터리 등 보급형 제품으로 포트폴리오 확장을 준비하고 있다. 폼팩터 차원에선 최근 수요가 확대될 것으로 전망되는 '46파이(지름 46mm)' 원통형 배터리 개발 현황을 소개했다. 고주영 삼성SDI 부사장은 이와 관련해 “올해 양산 준비를 완료해 고객 상황에 따라 양산 시점을 조율할 것”이라며 “다양한 고객 수요에 대응하는 측면에서 지름 외 높이는 다양하게 생산하려 한다”고 했다. LG에너지솔루션과 마찬가지로 건식 전극 공정도 개발 중이다. 고 부사장은 “스태킹은 와인딩 대비 속도가 느린 것이 단점이었는데, 이를 보완하고자 고속 스태킹 기술을 개발 중”이라고 언급했다. 회사는 차세대 배터리 중 고사양 제품으로 전고체 배터리를 개발 중이다. 전고체 배터리는 고체 전해질을 사용해 배터리 폭발과 화재 위험성을 크게 줄이면서도 에너지 밀도를 크게 높일 수 있는 '꿈의 배터리'로 불린다. 단 현재로선 양산 계획을 언급한 기업이 삼성SDI 외에 없다. 때문에 업계에선 양산 가능성에 대해 의구심을 품는 시선도 존재한다. 고 부사장은 전고체 배터리 기술이 사업화를 점칠 정도로 고도화됐다고 밝혔다. 고 부사장은 “삼성종합기술원(SAIT) 단에서 새로운 기술 개발을 진행하고, 어느 정도 발전이 이뤄지면 R&D 센터에서 해당 기술을 플랫폼화한 뒤 사업적으로 활용할 기술들이 회사 사업부서개발팀으로 이관된다”며 “현재 소듐 전고체 배터리, 산화물계 반고체 배터리는 SAIT 단에서 연구되고 있고 반고체 배터리와 리튬 이온 배터리, 리튬황 배터리는 R&D센터에서 연구를 진행 중”이라고 설명했다. 전고체 배터리는 이런 기술적 검증을 다 마친 단계에 이르렀다는 것이다. 고 부사장은 “샘플에 대한 고객 평가가 매우 긍정적”이라며 “하이니켈 배터리의 에너지 밀도를 더 높이는 건 이론적으로는 가능하나 안전성 문제로 한계가 있는데, 전해질을 액체에서 고체로 바꾸면서 안전성을 높이고, 전기차 개발 자유도도 올라갈 수 있다”고 강조했다. 고 부사장은 “지난해 미국 보스턴과 중국 상하이, 독일 뮌헨에 연구소를 개설하고 각지 유명 대학과 산학 협업하고 있다”며 “차세대 배터리 개발 속도를 높이기 위한 것”이라고 했다. 2027년 양산될 전고체 배터리의 폼팩터는 정해지지 않았다. 단 고 부사장은 “화재 안전성을 고려하면 궁극적으로는 각형으로 가게 될 것”이라며 “각형으로 배터리를 구축하는 데 필요한 가압 기술을 개발했고, 자동차 기업들과 2027년 제품 탑재 여부를 논의하고 있는 것”이라고 첨언했다.

2024.07.23 16:31김윤희

아리셀 화재 한 달…"리튬전지 폭발, '화학사고'로 관리해야"

31명의 사상자를 낸 경기도 화성 아리셀 공장 화재 이후 리튬전지 폭발 사고 재발을 막기 위해 '화학 사고'로 취급하는 등 보다 세심한 관리가 필요하다는 제안이 나왔다. 22일 국회에서 열린 '아리셀 중대재해 참사의 원인과 재발 방지 대책 긴급토론회'에서는 리튬 전지 산업 현장에서 폭발 사고 방지를 위한 다양한 대책들이 제시됐다. 이날 현장 증언자로 나선 정기백 금속노조 삼성SDI 천안지회 사무장은 “노동자가 주관하고 추진하는 민간 합동 안전 복원 활동과 배터리 사업 분야의 자격 심사 강화, 위험물 취급 사업장 하도급 금지 등의 법제화가 필요하다”고 제안했다. 이윤을 우선시하는 기업 특성을 고려할 때 이처럼 산업 현장 안전 강화 과정에서 노동자가 주도권을 갖는 제도 마련이 중요하다고 특히 강조했다. 아리셀 화재의 경우 별도의 개별 소화 장비가 갖춰진 안전한 장소에서 취급되지 않은 점을 지적했다. 또한 직원들이 배터리가 적재된 트레이를 맨손으로 만지고, 방독면을 쓰지 않는 등 외국인 직원들을 대상으로 충분한 안전보건 활동이 이뤄졌는지 의심스러운 정황 등이 발견된 점을 고려하면 예견된 참사였다고 비판했다. 현재순 화섬식품노조 노동안전보건실장은 이날 전지산업 화학물질 안전관리 법제 개선안을 발표했다. 현재순 실장은 “보통 배터리 분리막 결함으로 양·음극이 접촉돼 화재가 발생하고, 열 폭주로 피해 규모가 커진다”며 “화재 과정에서 유해한 화학물질이 나오고, 물과 접촉하면 연쇄 폭발이 나타나는 특성을 지닌 산업”이라고 설명했다. 리튬 배터리 화재 시 발생하는 염화수소, 이산화염소 등 인체와 환경에 독성으로 작용하고 폭발성이 강한 물질들은 정부가 규정한 '화학사고 대비물질'에 포함돼 있지만, 리튬은 여기에 포함돼 있지 않다고도 지적했다. 현 실장은 “폐배터리 업체에 의한 화재 폭발 위험도 상당한 만큼 배터리 보관, 사용, 폐기 전 과정에서의 위험성이 크다고 볼 수 있다”며 “향후 이차전지 산업이 10년 내 8배 가량 성장할 것으로 전망되는 만큼 법적 안전조치를 강화할 필요가 있다”고 주장했다. 먼저 산업안전보건법 상 리튬은 위험물질로 규정돼 있으나, 관련 안전보건 규칙이 현장에서 잘 지켜지지 않는 점을 지적했다. 관련 처벌 규정도 있지만 대기업이 아닌 경우 대부분 위험성 평가 자료 제출 과정이 형식적으로 진행되고 있다는 것이다. 이런 문제 해결을 위해 공정안전관리(PSM) 제출 대상 업종에 일·이차전지 업체 26곳을 포함하는 방안을 제안했다. 현 실장은 “PSM이 현장에서 비교적 운영이 잘 되고 있는 제도이기 때문에 제안하는 것”이라고 덧붙였다. 위험 외주화 방지 차원에선 도급 금지 조항에 리튬 전지 제조 산업을 추가할 것을 제안했다. 화학물질관리법 상 사고대비물질에 리튬을 포함해 관리하는 방안도 제시했다. 현 실장은 “사고대비물질에 대해 사업주와 지자체가 의무적으로 화학사고 예방관리 계획을 수립하게 돼 있다”며 “노사, 민간이 참여하는 지역 조직을 구성해 사업장에 들어가 이행 점검을 해야 한다는 법제화가 필요하다”고 했다. 대기업 현장에 도입돼 있는 인랙 스프링클러 등 화재 초기 진압 장비 설치 확산도 대응책으로 언급했다.

2024.07.22 16:18김윤희

GIST-현대차, 리튬 배터리 '폭발' 해결...성능은 2배 ↑

국내 연구진이 리튬금속전지의 고질적인 배부름(스웰링)과 폭발 현상을 해결할 수 있는 방법을 찾았다. 전지 성능도 2배 이상 개선했다. 광주과학기술원(GIST, 총장 임기철)은 신소재공학부 엄광섭 교수팀이 현대자동차 배터리연구팀과 함께 고에너지 리튬금속전지의 고질적인 부피팽창 문제를 해결하고, 충방전 내구성을 향상시키는 기술을 개발했다고 16일 밝혔다. 리튬 음극 소재를 흑연에서 리튬 금속으로 대체한 리튬금속전지는 이론적으로 리튬이온전지 대비 10배 더 높은 음극 용량을 구현할 수 있다. 그러나 리튬금속전지는 충·방전이 계속되면 리튬 수지상 결정이 성장하면서 분리막을 뚫고 나와 전지 단락 및 리튬 도금을 일으키고, 부피 팽창과 함께 배터리가 부풀어 오른다. 내부 압력이 증가하면서 폭발 위험도 발생한다. 리튬수지상결정은 충전과정에서 리튬이 도금반응을 일으켜 뾰족한 수지상 결정 모양으로 성장하는데, 이를 나뭇가지처럼 뾰족한 모양이라고 해서 덴드라이트라고 부른다. 연구팀은 우선 후라이팬 코팅제 등으로 쓰이는 폴리테트라플루오로 에틸렌(Polytetrafluoro ethylene)으로 다공성 구조를 설계했다. 간단한 자가-고분자화 반응을 통해 3차원 구조체 표면에 폴리도파민(Polydopamine)을 코팅했다. 폴리도파민은 홍합에서 유래한 접착제의 일종이다. 연구팀은 "이 구조체를 리튬금속 음극으로 활용한 결과, 기존의 구리 대비 2배 이상의 에너지 밀도와 2배 정도의 수명을 갖는 리튬금속전지를 만드는 데 성공했다"고 밝혔다. 기존의 구리 집전체는 60회 충·방전 사이클부터는 발현 용량이 거의 0에 가깝다. 반면 새로 개발한 3차원 고분자 구조체를 도입한 리튬금속 음극은 75회 충·방전 사이클 이상에서도 초기 용량 대비 90% 이상의 안정적인 성능을 보였다. 특히, 고분자 구조체를 활용한 연구팀의 NCM(니켈·코발트·망간) 양극 기반 리튬금속전지는 기존 리튬이온전지보다 2배 이상 큰 최대 801 Wh/L의 방전 기준 에너지 밀도를 보였다는 것이 연구팀의 설명이다. 조진현 신소재공학과 석박사통합과정생(4년차, 논문 제1저자)은 "자가-고분자화 과정을 통해 간단히 고분자 코팅을 할 수 있다"며 "모든 종류의 다공성 구조체에 적용시킬 수 있을 것"으로 기대했다. 엄광섭 교수는 “충·방전 동안에 일어나는 불균형한 돌기 형성과 그로 인한 부피 팽창 문제를 해결할 수 있는 새로운 대안을 제시한 것"이라고 말했다. 연구는 현대엔지비(NGV)를 비롯한 한국연구재단, GIST 중앙기기연구센터(GAIA)의 지원을 받았다. 연구 성과는 화학공학 분야 국제 학술지 '화학 공학 저널(Chemical Engineering Journal) 온라인(6월22일자)에 게재됐다.

2024.07.16 14:39박희범

포스코, 2026년까지 '이차전지 소재' 매출 11조 목표

포스코그룹이 오는 2026년까지 이차전지 소재 사업으로 매출 11조원을 달성하는 등 사업을 고도화할 계획이다. 포스코홀딩스는 지난 12일 '제3회 포스코그룹 이차전지소재사업 밸류데이'에서 이같은 내용을 포함한 이차전지 소재 사업 고도화 전략을 밝혔다. 이날 김준형 포스코홀딩스 이차전지소재총괄 부사장은 이번 전략을 소개했다. 전략에는 ▲'풀 밸류체인' 완성 ▲사업 경쟁력 강화 ▲차세대전지 소재 시장 선점으로 캐즘을 돌파한다는 내용이 담겼다. 시장 성장 둔화(캐즘) 시기를 적극 활용해 우량 자원 확보와 효율적인 양산 체계 구축 등 근원경쟁력을 강화해 글로벌 상위권 원료·소재 기업으로 도약한다는 목표다. 올해는 포스코그룹이 보유한 이차전지 소재 모든 공급 체계를 본격 가동하는 원년으로, 풀 밸류체인 완성을 통해 고객 맞춤형 통합 솔루션을 제공한다. 포스코그룹은 철강 사업의 노하우를 그룹 이차전지 소재 사업에도 공유해 운영 및 조업 경쟁력을 키울 계획이다. 미래기술연구원-포스텍-포스코퓨처엠과 연계한 산학연 역량을 총 동원한 그룹 시너지를 창출해 이차전지 소재 사업 성장을 본격 견인한다는 방침이다 사업 경쟁력 강화를 위해서 포스코그룹은 캐즘을 기회로 염호, 광산 등 리튬 우량 자원을 확보한다. 글로벌 무역 규제에 대비해 국내에서 제련과 정제를 마친 미국 인플레이션감축법(IRA) 적격 니켈 제품을 생산한다는 전략도 세웠다. 양극재는 고객 다변화와 제품 포트폴리오 다각화를, 음극재는 IRA 적격 및 비(非)해외우려집단(FEOC) 생산 기업으로서 천연, 인조, 실리콘계 등 음극재 라인업을 강화한다. 포스코그룹은 이차전지 소재 사업 투자를 지속해 2026년까지 리튬 9만6천톤, 니켈 4만8천톤, 양극재 39만5천톤, 음극재는 11만4천톤까지 확대하는 것을 목표로 잡았다. 차세대전지 소재 시장 선점을 위해선 고객사 전고체 전지 상용화 계획과 연계해 전고체 전지 3대 요소인 양극재, 고체전해질, 리튬메탈 음극재를 모두 공급할 계획이다. 홍영준 이차전지소재연구소장 부사장은 글로벌 이차전지 소재 및 자동차사들의 차세대 전지 개발 현황과 그룹에서 주목하고 있는 차세대 소재, 미래 경쟁력 강화를 위한 특허 확보 등 개발 전략을 발표했다. 포스코그룹은 철강, 이차전지와 신소재를 축으로 오는 2030년 시가총액 200조원을 목표로 소재 분야 글로벌 최고 기업가치를 달성하겠다고 밝힌 바 있다.

2024.07.13 11:23김윤희

광물채굴·배터리 업계 시름…"리튬 가격 더 떨어질 것"

리튬 가격이 하락하면서 광물 채굴 업계, 리튬 시세에 따라 판가가 좌우되는 배터리 업황이 악화되고 있다. 배경을 보면 추가 하락 가능성이 점쳐져 하반기에도 업계 불황이 장기화될 전망이다. 한국자원정보서비스(KOMIS)에 따르면 11일 현재 탄산리튬 가격은 ㎏당 87.5위안(약 1만7천원)로 나타나고 있다. 이는 연초 시세와 비슷한 수준이다. 연초 업계는 리튬 가격이 최저점을 찍었고, 점진적으로 상승할 것으로 전망했다. 전방 산업인 전기차 시장이 올 하반기 이후 점차 회복될 것이라는 기대 때문이었다. 실제로 1분기까지는 리튬 가격이 완만하게 상승하면서 당분간 가격 하락이 없을 것이란 전망도 나왔다. 그러나 2분기 들어 다시 가격이 하락했다. 지난해 시작된 리튬 가격 하락은 전기차 시장이 냉각되면서 배터리 재고가 늘고 이에 따라 원자재 수요가 감소해서였다. 올해 들어서는 중국발 리튬 공급 과잉이 진정 양상을 보인 것으로 분석됐다. 리튬 가격이 다시 하락한 배경으로는 중국발 공급 과잉이 재차 심화됐기 때문으로 풀이된다. 특히 중국 전기차 시장은 '이구환신' 정책으로 자국 기업들의 성장세가 두드러짐에도 리튬 공급 과잉이 재발된 점이 눈길을 끈다. 중국 정부에 따르면 올 상반기 '신에너지차' 439만7천여대가 등록됐다. 전년 동기 대비 약 39% 늘어난 수치다. 신에너지차는 순수 전기차를 비롯해 하이브리드차, 수소차 등이 포함되는데 이 중 약 73%가 전기차에 해당한다. 정부가 정책적으로 전기차 시장 활성화에 나서자 수요 확대를 예상한 업체들이 공급량을 늘린 것으로 분석된다. 실제 미래에셋증권은 지난 8일 보고서를 내고 “중국 내수에서 주요 메탈 가격의 하락이 가속화됐다”며 “중국 탄산리튬 가격은 6월부터 7월 5일까지 12.4% 하락했다”고 짚었다. 보고서는 또 “전체적인 전방 수요 부진이 지속되고 있는 상황에서 미국&유럽과 중국 간 공급망 교란이 가속화되며 중국 내수 중심으로 원가 열위 제품들이 시장의 공급 과잉을 심화시키고 있는 것으로 판단한다”고 분석했다. 북미산 리튬과 중국산 리튬 간 가격 차도 계속 벌어졌다. 리튬 가격 하락에 따라 채굴 업체들의 수익성도 악화됐다. 지난 25일 호주 리튬 회사 레이크리소스는 비용 절감 차원에서 인력 감축과 리튬 매장 부동산 매각을 추진 중이라고 밝혔다. 닛케이아시아에 따르면 중국 기업인 천제리튬과 간펑리튬은 상반기 영업적자를 기록했다. 보도에 따르면 천제리튬은 상반기 순손실 규모를 48억8천만~55억3천만 위안(약 9천185억~1조473억원) 수준으로 예상했다. 같은 기간 간펑리튬의 예상 순손실 규모는 7억6천만~12억5천만 위안(약 1천439억~2천367억원)다. 리튬 시세 하락을 주 원인으로 꼽았다. 당분간 전기차 등 수요 증가가 더뎌 리튬 시세도 반등하기 쉽지 않을 것으로 전망됐다. 더 나아가 추가 하락 예상도 나왔다. 시장조사업체 트렌드포스는 지난달 탄산리튬 톤당 가격이 연중 최저치인 9만 위안 대로 떨어졌다고 지난 8일 발표했다. 배터리 재고가 쌓이면서 원자재 수요가 줄었다고 봤다. 아울러 이달에도 리튬 가격이 8만~9만 위안 대로 하락하는 등 수요가 약세를 띨 것으로 전망했다. 공급이 일부 위축됐음에도 공급 과잉이 지속될 것으로 분석했다. 결과적으로 리튬 가격 하락이 이어질 것으로 보이는 만큼, 수요도 살아나기 힘들어지고 있다. 고객사들이 비용 절감을 위해 가능한 한 리튬 매입 시점을 늦추기 때문이다. 리튬 가격과 판가가 연동되는 배터리, 양극재 업계도 비슷한 영향을 받게 된다. 트렌드포스는 전기차와 ESS 배터리셀 가격이 3분기 초 하락 압력에 직면할 것으로 예상했다.

2024.07.12 14:46김윤희

지질자원연, '잠든 리튬'은 깨웠는데…"소유는 기업이"

'하얀석유'로 불리는 리튬 자원이 울진지역에서 다소 유망하게 확인됐다. 다만, 이 지역 광상권(매장 자원 소유권)을 국내 기업이 소유하고 있어, 탐사기관이 직접 개발하는데는 한계가 있을 전망이다. 한국지질자원연구원(KIGAM) 광물자원연구본부(본부장 허철호)는 11일 '국내 리튬 유망 광상 탐사 결과 발표회'를 갖고, 지난 4년 동안 국내 12개 리튬 유망 광상 조사 및 탐사 결과를 공개했다. 조사 지역 12곳은 △울진 왕피리 △단양 외중방리, 북상리, 회산리, 고평리 △ 가평 호명리 △춘천 박암리 △제천 송계리 △서산 대산리 △옥천 사양리 △무주 사산리 △봉화 서벽리 등이다. 허철호 본부장은 "이 가운데 울진 지역 자원 존재 잠재력이 가장 크고, 이어 단양지역을 꼽을 수 있다"고 언급했다. 연구팀은 울진과 단양을 대상으로 △야외지질조사 △지화학탐사 △지구물리탐사 △3차원 기본지질 모델링 등을 수행했다. 이 결과 울진이 리튬이 나오는 세계 각 지역의 지각 평균 품위(리튬함량)보다 높게 나와 개발 잠재성이 높을 것으로 예측했다. 울진 보암광상의 3개의 광체(보암광산 서-본-동광체)는 지난 1945년에서 1963년까지 18년간 180톤의 광석을 생산한 기록이 있다. 보암광산에서 북서쪽으로 1㎞ 떨어진 곳에는 이번에 추가로 발견된 광체 2개(추정 폭 최대 60m, 추정 연장 100~270m)가 있다. 함리튬 페그마타이트질 화강암체가 분포하고 있다. 최근 정밀조사를 통한 평균 리튬 품위는 산화리튬(Li₂O) 기준 0.05~1.0%이며 약 1억 7천만년 전인 쥬라기에 생성된 것으로 보인다. 특히 이 곳 광체는 캐나다의 레드크로스호수(Red Cross Lake, Manitoba, Canada) 광산과 유사한 특징을 보여주고 있다. 단양광상의 리튬 광체는 석회암층 내에 맥상으로 발달하고 있다., 1개의 맥상 광체로 함리튬 페그마타이트와 애플라이트(반화강암)로 구성된다. 이 광체의 폭은 5~30m 이며, 연장은 400m 내외이다. 단양 광체의 평균 리튬 품위은 산화리튬(Li₂O) 기준 0.01~0.5%이다. 중국의 경우 리튬 광산의 개발을 위한 최저 품위가 산화리튬(Li₂O) 기준 0.2%(국내는 0.1% 이상)인 점을 고려하면, 단양광상은 최저 품위를 충족시키지 못한다. 지질자원연은 경제성 있는 국내 리튬 광상의 인자를 탐사하기 위해 AI 기반 융복합해석을 통한 4차원 자원탐사를 계속해 나갈 계획이다. 이평구 원장은 “그동안 해외에 의존했던 핵심광물 공급망의 새로운 활로를 개척한다는 의미가 있다"며 “국내 유망 광상의 정밀 탐사를 지속할 계획"이라고 말했다.

2024.07.11 14:01박희범

LG엔솔, 대규모 리튬 확보…"고성능 전기차 500만대분"

LG에너지솔루션이 호주 리튬 광산 업체에 대규모 투자를 통해 핵심 원재료 글로벌 공급망 펀더멘탈(기초체력)을 강화한다. 2일 LG에너지솔루션은 호주 리튬 광산 업체 라이온타운社와 대규모 리튬 정광 공급과 전환사채 투자 계약을 체결했다고 밝혔다. 리튬 정광은 리튬 광석을 가공해 농축한 고순도 원자재로 고용량 전기차 배터리의 핵심 원료인 수산화리튬의 원료가 된다. LG에너지솔루션은 이번 계약으로 이르면 올해 말부터 15년 간 총 175만t(톤) 리튬 정광을 추가 공급받는다는 계획이다. 이는 한 번 충전에 500km 이상 주행 가능한 고성능 전기차 약 500만대 분의 배터리를 생산할 수 있는 양이다. 전량 미국 인플레이션감축법(IRA) 보조금 요건을 충족한다. 약 3천450억원(약 2억천만 달러) 규모 라이온타운 전환사채 투자 계약도 이뤄졌다. 전환사채 투자는 투자자(LG에너지솔루션)가 주식으로 전환할 수 있는 권리가 부여된 회사채를 의미한다. 회사 가치와 주가 등에 따라 투자자가 채권으로 원리금을 상환받을지, 혹은 주식으로 전환해 주가 상승에 따른 차익 등을 실현할지 등을 결정할 수 있어 안전한 투자 방식 중 하나로 꼽힌다. 라이온타운은 호주 증시(ASX) 상장 회사로 시총은 약 2조 원에 이른다. 약 540만t 규모 고품질 리튬이 매장돼 자원 가치가 높은 곳으로 알려진 호주 서남부 캐슬린 밸리 광산도 보유하고 있으며, 이르면 이달 중 리튬 생산에 들어간다. 양사는 캐슬린 밸리 광산에서 생산되는 리튬 정광을 수산화리튬으로 직접 가공 및 생산하는 CP 공장 공동 투자 검토를 위한 협약도 함께 체결했다. 양사는 앞으로도 견고한 파트너십을 바탕으로 미국 IRA 보조금 요건을 충족하는 핵심 광물과 원재료 공급망 구축을 위해 지속적으로 협력할 계획이다. 김동명 LG에너지솔루션 사장은 “고품질 리튬 대량 확보로 시장 불확실성에 대응해 핵심 원재료를 안정적으로 조달할 수 있게 됐다”며 “라이언타운과 같은 강력한 플레이어와 협력해 IRA 준수 필수 광물 안정적인 공급을 지속적으로 확보하는 등 차별화된 고객 가치를 제공하기 위해 노력하겠다”고 말했다. 라이온타운 회장 팀 고이더는 “글로벌 선두 배터리 제조사인 LG에너지솔루션과 전략적 파트너십을 구축할 수 있어 기쁘다”며 “이는 전세계가 저탄소 미래로 전환되는 가운데 라이언타운이 중요한 핵심 배터리 공급망 업체로 거듭나는 데 있어 중요한 전환점이 될 것”이라고 밝혔다. LG에너지솔루션은 지난 2022년 5월에도 라이온타운과 리튬 정광 70만t 공급 계약을 체결한 바 있다.

2024.07.02 13:54류은주

"K배터리, 2035년 글로벌 생산량 20% 차지할 것"

전세계 리튬이온배터리(LIB) 생산 능력이 오는 2035년 5천695GWh까지 성장할 전망이다. LG에너지솔루션, 삼성SDI, SK온 등 한국 배터리 3사가 이 중 약 20%를 차지할 것으로 예상됐다, 이차전지 시장조사 업체 SNE리서치는 27일 '2024 글로벌 LIB 라인 신설 및 증설 전망' 보고서에 이같은 내용을 담았다. 보고서에 따르면 올해부터 2035년까지의 연 평균 LIB 생산능력 성장률은 약 10% 수준이다. 해당 집계는 전기차와 에너지저장장치(ESS)용 중대형, IT용 소형 배터리를 포함한 수치다. 한국 배터리 3사는 2035년까지 1천159GWh의 생산능력을 갖출 것으로 점쳐졌다. 보고서는 국내 3사의 생산 기지는 대부분 북미와 유럽에 위치해 있고, 2035년 기준 각각 628GWh, 305GWh에 도달할 것으로 전망했다. 특히 2035년까지 북미 지역 내 생산능력은 한국기업이 58%를 차지할 것으로 봤다. 지역별 생산능력은 2035년 중국 3천93GWh, 북미 1천84GWh, 유럽 1천174GWh에 도달할 것으로 예상됐다. 중국은 2035년 기준 CATL, BYD, CALB 등 상위 기업 3곳이 전체 중국업체 생산능력의 절반을 차지할 것으로 예상됐다. 공급 과잉으로 향후 상위 업체 위주로 배터리 산업이 재편성될 수 있다는 관측도 내놨다. 북미 지역은 전기차 시장 둔화로 공장 가동과 증설이 지연되고 있으며, 유럽 지역도 공장 건설 철회 소식이 계속 보도되고 있는 것에 주목했다. SNE리서치 관계자는 “LIB 제조업체들의 공격적인 증설로 인해 공급 과잉이 발생하지만 장기적으로는 공급의 성장 폭이 둔화되고 수요는 꾸준히 증가해 이상적인 수급을 형성할 것”이라고 전했다.

2024.06.27 10:12김윤희

SK온, 엑손모빌 손잡고 미국산 리튬 확보

SK온이 미국산 리튬 공급망 확대로 인플레이션 감축법(IRA) 대응력을 강화한다. SK온은 지난 24일(현지시간) 미국 라스베이거스에서 열린 세계 최대 규모의 리튬·배터리 원소재 콘퍼런스인 '패스트마켓 콘퍼런스'에서 엑손모빌과 리튬 공급 양해각서(MOU)를 체결했다고 26일 밝혔다. 체결식에는 박종진 SK온 전략구매담당 부사장과 댄 홀튼 엑손모빌 저탄소솔루션 사업 부사장 등 양사 관계자가 참석했다. 이번 MOU를 통해 SK온은 엑손모빌이 아칸소 주 리튬염호에서 직접리튬추출(DLE) 기술을 사용해 생산한 리튬을 최대 10만t 공급받을 수 있다. 구체적인 공급 시기와 물량은 본 계약 체결 후 확정된다. 미국 최대 석유기업 엑손모빌은 배터리 핵심 소재 사업 진출을 위해 지난해 초 아칸소 염호를 인수, 같은해 11월 리튬 채굴을 개시했다. 염호에는 전기차 5천만대 분 배터리를 생산할 수 있는 탄산리튬환산기준(LCE) 400만t이 매장된 것으로 추정된다. 엑손모빌은 2030년부터 연간 전기차 100만대 분량 리튬을 공급하겠다는 목표다. DLE기술은 염수에서 흡착 등을 통해 리튬을 직접 추출하는 공법을 말한다. 경암(폭약을 써서 채굴하는 단단한 암석) 채굴 방식보다 탄소 배출량이 적어 친환경적이다. 초기 설비 투자 비용이 크지만 염호에서 소금물을 증발시켜 리튬을 얻는 기존 방식 대비 생산 기간이 짧아 생산성이 높고 물 사용량이 적다는 것이 장점이다. IRA는 북미에서 최종 조립된 전기차 중 조건을 만족하는 차량을 구매한 소비자에게 최대 7천500달러(약 1천만원) 세액공제 혜택을 주고 있다. SK온은 IRA, EU 핵심원자재법(CRMA) 등 급변하는 글로벌 산업 정책에 대응하기 위해 지속적으로 핵심광물 글로벌 공급망 구축에 힘쓰고 있다. 지난 2월 미국 웨스트워터와 천연 흑연 공급 구매 계약, 2022년 11월 칠레 SQM과 리튬 공급 구매 계약을 체결한 것이 대표적이다. 2019년 12월 스위스 글렌코어와도 코발트 구매 계약을 맺었다. 박 부사장은 “핵심 시장 북미 지역 소비자 이익을 보장하기 위해 IRA 요건을 충족하는 핵심광물 확보에 지속적으로 노력하겠다”고 말했다. 댄 암만 엑손 모빌 저탄소솔루션 사업 사장은 “탄소 감축을 위해서는 더 많은 리튬이 필요하고, 우리는 미국 내 해결책을 마련하기 위해 노력하고 있다”며 “SK온과의 협력은 이러한 노력의 일환이며, 에너지 안보 강화 및 제조업 활성화 등에도 기여할 것”이라고 말했다.

2024.06.26 08:56류은주

"열폭주 시작되면 이미 늦어"...리튬 배터리 화재 대응 어떻게?

국내 리튬 배터리 공장에서 발생한 화재로 대규모 사상자가 발생하자, 배터리 열폭주에 경각심이 다시 커지고 있다. 리튬전지 특성상 화재가 일단 발생하면 전소될 때까지 기다려야 하기 때문에 진화가 쉽지 않아 대형 화재로 이어질 수 있다. 어제(24일) 오전 발생한 사고도 가열되면 폭발·연소하는 금속물질 리튬의 특성인 '열폭주' 현상 때문이란 분석이 나오고 있다. 25일 소방당국에 따르면 경기도 화성 소재 아리셀 공장 화재는 건물 2층에 있던 리튬 배터리가 폭발하면서 발생한 것으로 추정된다. 아리셀은 스마트 그리드(지능형 전력망) 계량기 등에 사용하는 리튬 일차전지를 제조·판매하는 업체로 알려졌다. 불이 난 공장 3동에는 리튬 배터리 완제품 3만 5천여 개가 보관 중인 것으로 파악됐다. ■ 리튬 전지 화재 원인 '열폭주' 파괴력 리튬 배터리 열폭주 현상은 물리적 충격, 과전압, 과방전 등 전기적 충격이 원인으로 꼽힌다. 배터리는 양극·음극·분리막·전해액 등으로 구성되는데 분리막이 손상되면 양극과 음극이 접촉해 과열 현상이 발생하기 때문이다. 열폭주 현상이 일어나면 배터리 온도가 불과 몇 초 만에 400도, 몇 분 만에 1천도 이상 폭증하고 꺼진 불이 다시 살아나기도 한다. 보통 패키징된 배터리 속 리튬 일차전지는 화재 위험성이 낮다. 하지만 배터리에 손상이 가해진다거나 하면 얘기가 달라진다. 리튬은 공기와 열에 반응성이 높아, 높은 온도에 노출되거나 수증기와 접촉하면 폭발 위험이 있기 때문이다. 하지만 일차전지는 이차전지보다 상대적으로 화재 위험성이 작은 것으로 여겨져 '일반화학물질'로 분류돼 별도의 대응 매뉴얼이나 안전기준도 없는 상태다. ■ "열폭주 일어나면 이미 늦어…열 감지 시스템 등 필요" 리튬 전지 화재는 물이 아닌 마른 모래와 팽창질석·팽창진주암을 사용해 차단해야 한다. 하지만 이마저도 응급처치일 뿐 완전한 진압을 보장하지 않는다. 초기 진압에 실패해 이미 불이 커진 상황에서는 사실상 화재 진압이 불가능하다. 재난관리 전문가는 대규모 피해를 막기 위해서는 화재가 일어난 후에 필요한 진화 물질을 내부에 구비하는 것보다 열폭주를 사전에 감지하는 시스템을 갖추는 것이 더 필요하다고 제언했다. 남기훈 창신대 소방방재공학과 교수는 "리튬 배터리 화재는 명확하게 어떤 소화 약제를 써야 하고, 어떤 방재 시스템을 갖춰야 하는지에 대한 연구가 아직 덜 된 상황"이라며 "이차전지는 상대적으로 전기차와 에너지저장장치(ESS) 관련 연구가 많이 돼서 소화시스템도 개발되고 했지만, 일차전지는 연구는 아직 부족하다"고 지적했다. 이어 "공장에 마른 모래나 팽창질석 등을 많이 구비한다 해도 그걸 뿌린다고 불이 꺼지는 것이 아니며, 열폭주는 일반적인 열감지기나 연기감지기만으로는 예방할 수 없다"며 "열 변화를 감지할 수 있는 열화상 카메라나 센서 등을 개발하고, 그 안에서 미리 열을 식힐 수 있는 소화 약제를 분출하고 연기를 배출할 수 있는 시스템 등이 개발돼야 사람이 빨리 대피할 수 있다"고 강조했다. ■ 일차전지 화재지만, 이차전지 업계도 당혹 화재가 일어난 아리셀은 일차전지 공장으로 전기차 납품 제품을 생산하는 곳이 아니다. 일차전지는 충·방전을 반복해 여러 번 쓸 수 있는 이차전지와 달리 충전이 안 되는 대신 수명이 10년 정도 길다. 스마트미터기, 원격 검침기의 전원 등으로 주로 사용된다. 하지만 이차전지 업계도 상당수 배터리가 '리튬'이라는 금속을 사용해 전기차 화재 시 진압에 어려움이 있다는 문제를 안고 있다. 이차전지 기업들은 이번 화재에 조심스러운 반응을 보인다. 일차전지 공장서 발생한 화재지만 이차전지 화재 위험성 등이 부각될 수 있기 때문이다. 실제로 정부는 이날 '배터리 산업 현장 안전점검 TF'를 만들어 현장 점검에 나서기로 했다. 이번 화재가 발생한 리튬 일차전지 제조시설뿐만 아니라, 리튬 이차전지 제조시설, 리튬 배터리 ESS 제조시설, 사용 후 배터리 보관시설 등 리튬 배터리 관련 국내 핵심 사업장들을 포함할 예정이다. 이미 주요 기업들은 사업장에서 소화약제 분출과 일정 압력에 의해 연기를 빼내는 배연장치를 별도로 설치하는 등의 조처를 하고 있다. 이차전지 업계 한 관계자는 "일차전지 공장에서 발생한 화재지만, 이차전지 배터리 공장 화재 대응 관련 문의가 늘고 있다"며 "제조시설 화재는 매우 민감한 이슈이기 때문에 법으로 정해진 수준 이상으로 화재 예방 및 대응 시스템을 갖추고 있으며, 직원들에게도 소방 안전 관련 교육을 철저하게 하고 있다"고 말했다.

2024.06.25 16:52류은주

산업부-소방청, 리튬 배터리 산업 현장 안전점검

산업통상자원부는 25일 강경성 제1차관이 충남 당진에 소재한 비츠로셀 리튬 1차전지 제조시설을 방문해, 소방청·전기안전공사·가스안전공사 등 유관기관과 함께 현장 안전관리 상황에 대한 합동점검을 실시했다. 이날 현장 안전점검은 지난 24일 리튬 1차전지 제조시설 화재로 인명피해가 발생함에 따라, 관련 유사 사업장을 합동 방문·점검해 동일한 사고 발생을 사전 예방하기 위해 이뤄졌다. 강경성 산업부 1차관은 “리튬 전지는 화학적 특성상 한번 화재가 발생하면 진화가 쉽지 않은 만큼, 사전적인 안전관리가 그 무엇보다 중요하다”고 강조했다. 한편, 산업부는 유사 사업장 현장 안전점검과 상시 모니터링을 위해 산업부 제1차관을 단장으로 산업부 본부 및 국가기술표준원·소방청·배터리산업협회·전기안전공사 등 유관기관이 함께 참여하는 '배터리 산업 현장 안전점검 TF'를 구축 운영할 예정이다. 산업부는 배터리 산업 현장 안전점검 TF를 통해 리튬 배터리 산업 현장에 대한 집중 점검을 실시할 예정이다. 현장 점검 대상으로는 이번 화재가 발생한 리튬 1차전지 제조시설 뿐만 아니라, 리튬 2차전지 제조시설, 리튬 배터리 에너지저장장치(ESS) 제조시설, 사용후 배터리 보관시설 등 리튬 배터리 관련 국내 핵심 사업장들을 포함할 예정이다. 산업부는 리튬 배터리 산업 현장 안전점검을 시작으로 여름철 풍수해 등에 대비해 전기·가스·산업단지 등 산업 인프라 전반에 대한 종합 안전점검도 즉시 실시할 계획이다.

2024.06.25 15:14주문정

경기 화성 리튬전지 공장 화재…1명 심정지·21명 연락두절 추정

경기 화성시 소재 일차전지 기업 공장에서 화재가 발생해 다수의 인명 피해가 발생했다. 소방당국에 따르면 24일 오전 10시 31분 일차전지 제조업체 아리셀의 화성시 서신면 소재 공장 3동에서 화재가 발생해 현재까지 심정지 1명, 중상 1명, 경상 5명 등 인명 피해가 발생한 것으로 추정되고 있다. 이 곳에는 리튬이온 배터리 3만5천개가 있는 것으로 전해졌다. 공장 근로자 중 21명은 연락이 두절돼, 추가 인명 피해가 발생할 수 있는 상황이다. 아리셀은 금형 제조 기업 에스코넥의 리튬 일차전지 자회사로 지난해 매출 47억9천만원을 기록했다. 자동검침시스템(AMR)과 지능형전력계량시스템(AMI), 무선주파수인식(RFID), 의료장비, 군용장비, 각종 산업 제품을 납품하고 있다. 화재가 발생한 화성 공장은 연 면적 2천300여 제곱미터 규모 3층 건물이다. 이 건물에는 근로자 50여명이 상시 근무하는 것으로 알려졌다. 리튬이온 배터리는 특성상 과열, 과충전 등에 의한 화재 위험이 있고, 온도가 1천도 이상 올라가는 열 폭주 반응이 발생하기도 한다. 내부에서 계속 열이 발생해 한 번 배터리에서 발화가 시작되면 배터리를 물에 담그는 방식으로 진화하지 않고서는 진화가 어렵다.

2024.06.24 15:15김윤희

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