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에코프로, 원자재 공급망 강화...글로벌자원실 신설

에코프로는 최근 조직 개편을 통해 글로벌자원실을 신설하고 자원투자를 가속화할 계획이라고 9일 밝혔다. 에코프로는 지난해 3월 주주총회에서 '국내외 자원의 탐사 채취 개발사업'을 사업목적에 추가하는 정관 변경안을 의결하는 등 자원투자 사업을 강화해 왔다. 지주사인 에코프로가 직속으로 글로벌자원실을 신설한 이유로 광물확보는 투자비가 크고, 위험 부담이 높은 만큼 장기적이면서 전문적인 투자 계획이 필요하다는 설명이다. 특히 지주사 에코프로가 글로벌자원실을 신설한 것은 '사업 지주회사'로서 장기 플랜을 본격 가동하기 위한 포석이다. 에코프로는 국내 굴지의 대기업 종합상사에서 자원 개발에 잔뼈가 굵은 핵심인력을 임원으로 영입해 글로벌자원실장을 맡긴 것으로 알려졌다. 글로벌자원실은 광산 지분 투자, 장기 공급 계약 등을 통한 니켈과 리튬 등 핵심 광물 확보에 적극 나설 계획이다. 나아가 해외 제련소, 광산 투자를 위한 해외 업체와의 제휴도 추진한다는 복안이다. 에코프로 관계자는 “에코프로는 앞으로도 배터리 원료 분야 전문성 강화와 적극적인 해외 프로젝트 발굴을 통해 그룹의 지속 성장을 위한 글로벌 원자재 공급망 구축에 더욱 박차를 가할 방침”이라고 말했다.

2024.01.09 09:01이한얼

"바닥이 어디?"...리튬 이어 니켈도 가격 연쇄 추락

지난해부터 시작된 리튬 가격 하락에 이어 니켈 역시 바닥을 모른 채 추락 중이다. 주요 니켈 제련·생산국에서 공급과잉이 나타난 탓인데 올해 전기차 수요 둔화에 주요 배터리 기업들이 생산량을 줄이기로 하면서 향후 가격 역시 반등을 기대하기 어려운 실정이다. 5일 한국자원정보서비스에 따르면 지난 4일 톤(t)당 니켈 가격은 1만6천25달러로 전월 대비 2.2% 하락했고 전년평균 가격과 비교하면 무려 25.3%까지 곤두박질 쳤다. 니켈 가격은 지난해 11월 28일 t당 1만6천455달러로 전날 대비 3.5% 증가하며 반등하는 듯 했지만 이후 등락을 거듭하며 1만6천달러선에서 정체 중이다. 니켈 가격이 하락한 건 주요 원자재 생산국인 인도네시아와 중국의 공급과잉 영향이 크다. 지난해 인도네시아 니켈 제련소 생산능력이 전년대비 20.4% 급증했고 중국도 같은 기간 19.6% 생산을 늘리면서 공급과잉을 유발시킨 것으로 분석된다. 지난해 말부터 전기차 수요 둔화가 커진 상황에서 전방산업이 수요를 줄이기 시작한 반면 주요 생산국이 니켈 생산량을 늘리면서 공급과잉이 일어난 것이다. 실제 런던금속거래소(LME) 니켈 재고량은 6만4천158t이다. 이는 전년 동월과 비교해 16% 증가한 재고다. 가격 대비 재고는 초과수준으로 공급이 되고있다고 해도 과언이 아니다. 니켈 가격은 올해 혼조세를 보일 것이라는 게 중론이지만 추가 가격 하락 여파도 배제하기는 어렵다. 대표적으로 배터리 기업들이 수요 둔화에 배터리 생산량 자체를 줄여 수요가 감소할 수 있다는 이유다. 실제 LG에너지솔루션의 지난해 3분기 누적 가동률은 72.9%로 전년과 견줘 2.5% 감소했다. 문제는 양극재를 비롯한 이차전지 소재기업이다. 주요 원자재 가격과 연동해 양극재와 음극재를 공급하는 이차전지 기업은 리튬과 니켈 등 원자재 가격이 하락하면 손해를 볼 수밖에 없는 구조다. 특히 에코프로의 경우 니켈 함량을 대거 늘린 하이니켈 양극재로 승부수를 건 상황이다. 송호준 에코프로 사장은 지난 1일 신년사를 통해 하이니켈 기술을 보다 고도화시키고 미드니켈, LFP 기술은 더욱 발전시켜 '기술 쿠데타'를 일으키는 한 해가 되길 바란다”고 밝힌 바 있다. 다만 글로벌에너지 컨성틸 기업 우드매킨지에 따르면 인도네시아 정련시켈 생산 성장률이 지난해 17.7%에서 올해 6.8% 수준으로 하락할 것으로 전망돼 공급 초과는 점차적으로 개선될 것으로 예상하고 있다.

2024.01.05 17:20이한얼

포스코홀딩스-WSK, 리튬 생산 핵심부품 국산화 성공

포스코홀딩스가 국내 강소기업과 리튬 생산공정 핵심부품의 국산화에 성공하며 안정적인 공급망 구축에 한발짝 다가섰다. 포스코홀딩스와 더블유스코프코리아(이하 WSK) 는 14일 충북 오창 WSK 1공장에서 포스코홀딩스 이경섭 이차전지소재사업팀장(전무), 전영옥 WSK 대표이사 등이 참석한 가운데 '리튬 생산용 전기투석막 공동개발 및 국산화 협력' 업무협약을 체결했다. 이날 업무협약에 따라 양사는 포스코홀딩스 수산화리튬 공장의 주요 부품인 전기투석막과 관련 장비의 국산화와 안정적 공급망 구축에 협력하기로 했다. 전기투석막은 포스코홀딩스 고유의 리튬 추출 기술에 적용되는 핵심부품으로, 국내에는 제조사가 없어 전량 수입에 의존했었다. 양사는 2021년부터 전기투석막 공동 개발에 착수해 국산화에 성공했으며, 2024년부터 포스코홀딩스의 리튬 상용화 공장에 적용할 예정이다. 양사가 전기투석막 국산화에 성공함으로써 포스코홀딩스는 현재 건설중인 리튬 상용화 공장 핵심부품의 원가절감과 함께 안정적인 조달이 가능하게 되며, WSK는 성장성이 유망한 전기투석막 사업 신규 진출과 관련 매출 증대를 기대하고 있다. WSK는 독자적인 고분자 필름 제조기술을 바탕으로 리튬이온 이차전지 핵심소재 중 하나인 분리막을 개발∙제조하는 회사다. 2013년부터 축적해온 기술을 바탕으로 포스코홀딩스와 함께 수산화리튬 생산공정의 주요부품인 리튬 전기투석막 개발에 협력해왔다. 포스코홀딩스가 보유하고 있는 '포스코형' 리튬 추출 기술은 전기투석을 적용하는 공법으로, 특정 물질을 선택적으로 통과시키는 막을 층층이 쌓은 스택에 전기를 걸고 리튬 용액을 흘려 순도가 높은 수산화리튬을 제조할 수 있다. 부산물 발생이 없고, 부원료 회수가 가능해 환경친화적이고 유지관리비가 낮은 장점이 있다. 이와 함께 양사는 국내 최초의 리튬 생산용 전기투석막 공동개발 및 상용화 협력 사례를 바탕으로 이차전지소재 제조공정의 부산물 재활용에 적용할 부품과 설비 개발에도 협력범위를 확대할 계획이다. 또한 포스코홀딩스는 이차전지소재사업에서 국내 소부장 강소기업들과 협업 범위를 확장하며 강건한 생태계 구축을 이어나갈 계획이다. 한편 포스코홀딩스는 10년여에 걸친 자체 리튬 추출 기술개발과 데모플랜트 운영을 거쳐 지난 11월 29일 국내 최초로 광석 기반 수산화리튬 상용화 공장을 준공한 바 있으며, 아르헨티나 염수 기반 수산화리튬 상용화 공장을 건설 중이다. 현재 건설 중인 공장이 모두 준공되면 광석 기반 연산 4만3천톤, 염수 기반 연산 5만톤규모 수산화리튬 생산 체제를 구축하게 된다. 또한 포스코홀딩스는 현재 건설중인 총 9만 3천톤 규모의 수산화리튬 공장에 이어 2030년까지 리튬 생산능력을 연산 42만3천톤까지 확장하고, 글로벌 톱3 수준의 리튬 공급사 진입과 이차전지소재사업 풀 밸류 체인을 강화해 나간다는 목표다.

2023.12.14 10:00류은주

'K배터리', 전기차 수요 둔화 극복할 기술 담금질 '활발'

그동안 양적 성장세를 구가하던 국내 배터리 업계가 내실 다지기에 초점을 맞추면서 업황 둔화를 극복할 기술력 개발이 한창이다. 전고체 배터리 개발에 속도를 내기 위해 조직 개편을 단행하는가 하면 기존 주목하지 않았던 배터리 기술 담금질에도 심혈을 기울이고 있다. 12일 업계에 따르면 삼성SDI는 2024년 하반기 인사 이후 조직 개편을 단행했다. 회사는 전고체 배터리를 뜻하는 'All Solid Battery'의 약자인 ASB 사업화 추진팀을 신설했다. 고주영 중대형전지사업부 마케팅팀장(부사장)이 지휘봉을 잡고 중대형전지사업부 내 직속 조직으로 꾸렸다. 삼성SDI는 지난 7월 경기도 수원시 삼성SDI 연구소 새 전고체 배터리 파일럿 라인을 가동하고 샘플 생산을 시작한 바 있다. 회사는 오는 2027년부터 전고체 배터리를 상용화하겠다고 밝힌 만큼 타사와 기술 개발 속도를 벌리고 차세대 배터리 시장을 미리 낙점하겠다는 것이다. 또 국내 배터리 3사 중에서는 유일하게 기존 사령탑을 유임하면서 최윤호 사장이 강조해온 기술 위주의 성장 전략을 대외적으로 공표한 것으로 볼 수 있다. 실제 최 사장은 이번 조직개편 경영 방침으로 ▲초격차 기술 경쟁력 ▲최고의 품질 ▲수익성 우위의 질적 성장으로 정했다. 특히 삼성SDI는 초격차 기술 개발을 위해 오는 3분기까지 연구개발(R&D)에만 8천364억원을 쏟아부으며 국내 3사 중 가장 많은 연구개발 비용을 투자했다. LG에너지솔루션은 그간 업계가 주목하지 않았던 리튬메탈전지(LMB) 개발에 속도를 내고 있다. 리튬메탈전지는 기존 리튬이온전지에 들어가는 흑연계 음극재와 실리콘을 리튬메탈로 대체한 전지다. 기존 리튬이온전지 대비 무게와 부피를 크게 줄일 수 있다는 장점이 있다. 에너지 밀도 역시 대거 향상된 것이 특징이다. 다만 화재에 취약한 것이 단점으로 거론되는데 LG에너지솔루션은 이 기술 난제를 극복해냈다는 평가다. 통상 리튬메탈전지는 음극 표면에 '덴드라이트'와 액체 전해액에 의한 지속적인 부식이 발생해 화재가 쉽게 발생하고 에너지 밀도가 떨어진다는 한계가 존재해왔다. 지난 2021년 LG에너지솔루션과 카이스트(KIST)가 공동설립한 배터리 연구센터 FRL은 2년 간의 연구개발을 거쳐 이같은 문제를 해결할 수 있는 '붕산염-피란기반 액체 전해액'을 세계 최초로 적용했다. 이를 통해 1회 충전에 900km 주행이 가능할 만큼 에너지밀도를 대폭 높였고 400회 이상 재충전이 가능한 수준으로 기술을 끌어올렸다. 특히 리튬이온메탈전지는 글로벌 완성차 업계가 주목하는 기술이라는 점에서도 고무적이다. 미국의 제너럴모터스(GM)은 2025년 전기차 탑재를 목표로 하고 있다. 실제 충청북도 충주에 해당 배터리 생산 기지를 구축하고 2025년부터 출시할 전기차 모델에 리튬메탈전지를 적용할 계획이다.

2023.12.12 16:34이한얼

지질연, 리튬인산철(LFP) 폐배터리 재활용 기술 개발

리튬인산철 배터리가 낮은 가격을 앞세워 세계 전기차 시장에서 점유율을 높이고 있다. 다 쓴 리튬인산철 배터리를 재활용하는 기술을 국내 연구진이 개발했다. 한국지질자원연구원(원장 이평구, KIGAM)은 저온 건식 재활용 기술을 적용한 리튬인산철(LFP) 폐리튬이온배터리 재활용 기술을 세계 최초로 개발했다고 7일 밝혔다. 공정이 단순해 배터리 재활용 과정에서 이산화탄소(CO₂) 배출을 줄일 수 있다. LFP 배터리는 2030년 세계 전기자동차의 55% 이상에서 쓰일 것으로 예상된다. 하지만 기존 폐배터리 재활용 연구는 주로 니켈과 코발트, 망간, 알루미늄을 사용하는 배터리에 집중돼 왔다. KIGAM 자원활용연구본부 김병수 박사 연구팀은 친환경 저온 건식재활용 기술을 LFP 계열에 적용했다. 폐배터리의 선별 공정을 거치지 않고 단순 파쇄할 수 있다. 또 질소가 아닌 일반적 대기분위기의 1200℃ 이하 환경에서 부분용융해 흑연 함유량을 대폭 낮춘 블랙매스와 흑연의 분리 회수가 가능하다. 블랙매스는 배터리 셀을 파쇄한 가루에 양극재와 금극재가 혼합된 검은 가루를 말한다. 연구진의 기술을 활용하면 폐배터리에서 리튬을 95% 이상 분리하고 흑연 함유량은 3% 미만인 블랙매스를 얻을 수 있다. 흑연은 80% 이상 분리할 수 있다. 화학물질을 사용하지 않아 광석에서 금속을 빼내고 남은 찌꺼기인 슬래그가 배출되지 않으며, 기존 기술보다 공정 온도가 200℃ 이상 낮아 CO₂배출을 줄였다. 배터리 집전체로 쓰이는 알루미늄과 구리, 알루미늄-구리 합금의 녹는점이 비교적 낮다는 특성을 활용해 이 기술을 니켈-코발트-망간(NCM)이나 니켈-코발트-알루미튬(NCA)계 배터리에도 적용 가능하다. 또 현재 상용화된 용융환원 공정과 달리, 에너지를 많이 쓰는 용해 과정이 필요없어 운용이 쉽고 시설 투자비가 저렴하다. 이 기술을 바탕으로 국내 재활용 기업들이 친환경·저비용으로 리튬, 코발트, 니켈 화합물을 회수하는 원천기술과 인프라를 제공한다는 계획이다. 김병수 책임연구원은 "이번 기술개발은 세계 최초로 시도된 친환경 리튬인산철 배터리 재활용 기술로, 기존 상용화된 기술의 복잡한 공정은 물론 환경적 문제점을 보완하고 개선한 혁신적 기술"이라며 "앞으로 친환경 폐배터리 재활용 기술의 고도화를 통해 관련 기업에 기술이전을 확대하겠다"라고 밝혔다. 이평구 원장은 "전기자동차 배터리 등 리튬이온배터리의 수명연한이 가까워지는 시점에서, 폐배터리 재활용 기술은 혁신기술의 총아가 될 수 밖에 없다"라며 "친환경 자원재활용 초격차 기술 개발과 국가 핵심광물 확보를 위해 최선을 다하겠다"라고 밝혔다.

2023.12.07 14:16한세희

삼성SDS, 리튬 배터리 항공운송 물류 국제표준인증 획득

삼성SDS는 국제항공운송협회(IATA)의 CEIV 리튬 배터리 항공운송 인증 자격을 취득했다고 4일 밝혔다. CEIV 리튬 배터리 인증은 IATA가 리튬 배터리 운송 절차와 시설, 장비, 규정 등 260여 개 항목을 면밀히 평가해 국제적인 운송 전문성과 우수성을 갖춘 업체들에게 발급해주는 글로벌 표준 인증이다. 리튬 배터리는 국제운송 중 화재 위험성이 있어 전문적인 운송 및 관리 프로세스가 요구된다. 이번 인증을 통해 삼성SDS는 리튬 배터리 항공운송 물류 역량을 세계적으로 인정 받게 되었다. 삼성SDS는 국제운송 위험물 취급 기준을 상세히 수립해 물류 운영에 반영해왔으며, 특히 리튬 배터리는 종류와 용량에 따라 세분화된 취급 절차 및 기준을 적용해 왔다. 또한, 이번 인증을 통해 검증된 리튬 배터리 항공 운송 절차 및 기준을 디지털 물류 서비스 '첼로스퀘어'에도 상세 적용하고 상품화 하여 물류 사업 영역을 지속 확장할 예정이다. 삼성SDS 오구일 물류사업부장(부사장)은 "세계적인 국제표준인증 획득으로 리튬 배터리 항공운송 전문성을 인정받아 고객의 신뢰를 높이게 됐다" 며 "지속적으로 물류 운영 경쟁력을 높여 고객에게 차별화된 물류 서비스를 제공하겠다"고 밝혔다.

2023.12.04 11:06남혁우

에코프로비엠, 삼성SDI에 양극재 44조원규모 공급 계약

에코프로비엠이 삼성SDI와 대규모 양극재 장기 공급 계약을 맺었다. 에코프로비엠과 삼성SDI는 지난 1일 충북 청주시 에코프로비엠 본사에서 양사 최고경영진들이 참석한 가운데 배터리 양극 소재 장기 공급 계약을 체결했다고 3일 밝혔다. 계약기간은 2024년 1월부터 2028년 12월까지 총 5년이며 공급 금액은 최근 공급가 평균으로 계산해 약 44조 원이다. 에코프로비엠의 이번 장기 공급 계약은 전방 산업의 수요 부진으로 배터리 소재 업체들이 어려움을 겪고 있는 가운데 나온 것으로 생산물량은 물론 수익성 확보의 기반이 될 것으로 전망된다. 에코프로비엠은 2024년 물량은 포항캠퍼스에서, 2025년부터는 헝가리 공장의 완공에 맞춰 현지에서 삼성SDI 헝가리 공장에 공급할 계획이라고 밝혔다. 에코프로가 헝가리 데브레첸에 건설 중인 '에코프로글로벌 헝가리 사업장'은 총 13만 평 규모로 올 4월 착공해 2025년 양산에 들어갈 계획이다. 총 사업비 1조3천억 원으로 생산 캐파는 약 10만8천톤이다. 헝가리 사업장에는 에코프로비엠과 함께 리튬 수산화 공정을 처리할 에코프로이노베이션, 질소와 산소를 공급하는 에코프로에이피 등 에코프로 가족사가 참여해 제조 원가를 줄이고 시너지를 제고할 것으로 기대된다. 에코프로는 2011년부터 삼성SDI에 본격적으로 하이니켈 양극소재를 공급하기 시작했으며 2021년에는 양사 합작으로 에코프로이엠을 설립한 바 있다. 에코프로가 삼성SDI에 공급한 누적 물량은 2023년 현재 20만 톤에 육박한다. 주재환 에코프로비엠 대표는 이날 체결식에서 “에코프로와 삼성SDI는 상호 신뢰의 파트너십 아래 우리나라 배터리 산업의 위상강화에 큰 역할을 하고 있다”며 “이번 장기공급 계약이 양사의 협력관계를 더욱 굳건히 다지는 계기가 될 것”이라고 말했다.

2023.12.03 10:00이한얼

포스코그룹, 이차전지소재용 리튬생산공장 첫 준공

포스코그룹은 29일 전남 율촌산업단지에 포스코필바라리튬솔루션의 수산화리튬 공장과 포스코 광양제철소 내 고효율 무방향성 전기강판(Hyper NO) 공장을 준공했다고 밝혔다. 포스코그룹은 이번 수산화리튬 공장 준공으로 그룹 신성장 동력의 핵심인 이차전지소재사업의 주요 원료를 국내에서 첫 상업 생산하게 된다. 또한 Hyper NO 공장을 증설해 글로벌 친환경차 소재 시장을 선도할 수 있는 교두보를 마련했다. 포스코필바라리튬솔루션은 지난 2021년 포스코홀딩스와 호주 광산개발 회사인 필바라미네랄社가 합작해 만든 회사다. 이 회사는 2024년까지 호주 광석리튬 기반 연산 총 4만 3000톤 규모의 이차전지소재용 수산화리튬 생산 체제 구축을 목표로 한다. 이날 준공한 제1공장은 연산 2만1천500톤 규모로, 같은 규모의 제2공장은 2024년 준공 계획이다. 수산화리튬 4만3천톤은 전기차 약 100만대를 생산할 수 있는 규모다. 포스코그룹은 이날 포스코 광양제철소에 글로벌 친환경차와 고급가전용 철강 수요 확대에 대응하기 위해 연산 15만톤 규모의 1단계 Hyper NO 공장을 준공했다. 포스코그룹은 2024년까지 광양제철소에 1단계와 동일한 규모의 2단계 공장을 준공해 광양 30만톤, 포항 10만톤 등 총 연산 40만톤의 Hyper NO 생산 체제를 완성한다는 목표다. 이는 전기차 약 500만대에 들어가는 구동모터코아를 만들 수 있는 양이다. 최정우 포스코그룹 회장은 이날 양 준공식 기념사를 통해 “포스코그룹은 이차전치소재의 핵심 원료인 리튬 국산화와 고효율 전기강판 공급확대로 글로벌 친환경차 시장에서 선도적인 위치를 확보하고 국가경쟁력 강화에 기여해 친환경 미래소재 대표기업으로 가는 교두보를 마련하게 됐다"고 말했다. 포스코그룹은 광석원료에서 리튬을 추출하는 자체 기술을 개발·적용해 전량 수입에 의존하던 수산화리튬 생산을 국산화 하는데 성공했다. 이를 통해 국내 이차전지소재 원료 공급망 안정화에 기여할 수 있게 됐다. 또한 원료 확보(호주)부터 가공(대한민국)까지 전 생산과정이 미국과 FTA체결국 내에서 이뤄지는 만큼 인플레이션감축법(IRA) 혜택까지 기대할 수 있다. 이와 함께 Hyper NO 공장 증설로 국내 친환경차 관련 고객사들의 공급 부족 우려를 해소해 국가 산업 경쟁력에 일조 할 수 있게 됐다. 향후 포스코그룹은 북미 전기강판 공장 신설을 검토하는 등 2030년까지 전기강판 연산 100만톤 체제를 갖춰 본격적인 글로벌 전기차 시장 도래에 적극 대응해 나갈 계획이다. 포스코그룹은 지난해 3월 지주사 출범을 기점으로 철강과 이차전지소재사업 부문을 강화해 친환경 모빌리티 산업의 핵심소재 포트폴리오를 완성해 나가고 있다. 특히 친환경차 주행거리 개선을 위해서는 양극재 성능 향상 및 모터 효율 상승, 차량 경량화가 중요한데 포스코그룹은 고용량 이차전지소재인 하이니켈 양극재용 수산화리튬과 에너지 손실을 줄여 모터 효율을 획기적으로 높이는 Hyper NO, 초고강도 경량강판인 기가스틸을 모두 생산하는 기업이다. 향후 포스코그룹은 금번 포스코필바라리튬솔루션 수산화리튬공장 준공을 시작으로 광석리튬 생산 능력을 22만톤까지 확대할 예정이다. 또한 내년부터는 아르헨티나 염수 자원을 기반으로 리튬 1, 2단계 공장을 순차 준공해 총 4단계에 걸쳐 염수리튬 10만톤 생산체제를 구축한다는 목표다. 이밖에도 북미 지역에 점토리튬, 유전염수리튬 등 비전통 리튬 자원 개발로 글로벌 리튬 생산능력을 지속적으로 확장해 2030년까지 리튬 42만3천톤 생산능력을 확보한다는 계획이다. 한편, 포스코그룹은 광석, 염수 등 리튬 외에도 2030년까지 ▲니켈 24만톤 ▲리사이클 7만톤 ▲양극재 100만톤 ▲음극재 37만톤 ▲차세대 소재 9.4천톤 생산능력을 확보하는 등 이차전지소재 풀 밸류 체인을 완성해 나갈 방침이다.

2023.11.29 14:53류은주

덕산일렉테라, 싱가포르 기업과 '리튬염' 공장 설립·독점 공급계약 체결

덕산일렉테라는 2023년 10월 31일 싱가포르 리튬염 제조업체 비저너리에너지(Visionary Energy; 이하 비저너리)와 모로코 리튬염 공장 설립 및 독점 공급 계약을 체결했다고 15일 밝혔다. 이번 계약은 미국과 자유무역협정(FTA)이 체결된 국가인 모로코에 비저너리가 리튬염 공장을 설립하고, 공장의 일부 물량을 덕산일렉테라에 독점 공급할 것이라는 내용이 포함돼 있다. 비저너리는 싱가포르에 본사를 두고 있는 다국적 기업으로 리튬염 및 리튬염의 원재료인 탄산리튬 광산 등을 개발하는 이차전지 소재기업이다. 이 회사는 모로코에 리튬염 제조 시설을 설립하고 2026년까지 연간 3만톤 이상의 리튬염 생산능력을 갖출 계획이다. 덕산일렉테라는 덕산테코피아의 자회사로 2021년 전해액 사업 진출을 위해 설립됐다. 모회사의 첨가제 사업을 기반으로 전해액과 첨가제 수직계열화 구조를 구축했다. 덕산일렉테라는 올해 6월 충청남도 공주시 남공주산업단지에 연간 1만톤 규모의 공장을 완공했으며, 미국 테네시주에 24년 3월 준공을 목표로 연간 6만톤 규모의 전해액 생산 공장을 건설 중에 있다. 이를 통해 글로벌 전해액 시장을 선도해 나가겠다는 계획이다. 덕산일렉테라는 이번 계약을 통해 IRA(인플레이션 감축법) 요구 조건을 충족하는 리튬염의 안정적인 수급처를 확보해 IRA 리스크에 선제적인 대응을 할 수 있게 되었다. 덕산일렉테라 관계자는 "이번 계약으로 전해액의 핵심 원재료인 리튬염에 대한 글로벌 리스크 해소와 북미 공장의 안정적인 원재료 공급처 확보를 동시에 달성하여 북미 공장 운영에 큰 전환점을 맞게 됐다"며 "이번 계약을 계기로 양사의 전략적 파트너십을 강화해 이차전지 소재산업시장을 선도해 나갈 수 있기를 희망한다"고 밝혔다. 또한 덕산일렉테라는 지난 8월 전해액 시험생산을 성공적으로 완료해 11월부터 첫 양산 물량을 글로벌 고객에 인도할 예정이다.

2023.11.15 14:00장경윤

리튬 공급망 다각화 나선 포스코홀딩스, 이번엔 캐나다

포스코홀딩스가 캐나다 앨버타州 투자청(IAC)과 협력해 유전염수 리튬 확보에 나섰다. 포스코홀딩스와 IAC는 8일 주한 캐나다대사관에서 포스코홀딩스 이경섭 이차전지소재사업팀장(전무)과 릭 크리스티안세 IAC CEO가 참석한 가운데 업무협약을 체결했다고 9일 밝혔다. 포스코홀딩스는 앨버타州 내 유전염수 리튬 자원 개발에 협력할 파트너사를 물색하고, 리튬 개발이 용이한 광구를 찾아 투자를 검토하는 한편, 최적의 리튬 추출 상용화공정을 실증하는 등 유전염수 리튬 사업을 추진할 계획이다. 이 과정에서 IAC는 포스코홀딩스의 앨버타州 내 투자 과정에서 행정 지원을 하고, 유망 사업자와의 가교역할을 하며 자원 개발 관련 정보와 세제 혜택을 제공하는 등, 원활한 사업 추진을 도울 예정이다. 앨버타州는 캐나다의 석유와 셰일가스 산업을 주도하고 있으며, 세계 최대 수준의 유전염수 리튬 매장량으로도 각광을 받고 있다. 유전염수는 리튬 함유량이 기존 염수자원 대비 다소 낮은 편이나, 미국, 캐나다 등지에서 대규모 매장량이 보고되고 있어 새로운 리튬 자원으로 부상 중이다. 특히 다수의 기업들이 폐유전에 매장된 유전염수에서 직접리튬추출법(이하 DLE)을 활용해 리튬을 생산하는 사업을 검토하는 등 글로벌 리튬업체들을 중심으로 탐사, 개발 및 상업화가 추진 중이다. 추출기술과 사업역량을 기반으로 유전염수 리튬 사업 상용화에 대한 투자 검토와 연구개발을 진행중이다. 특히 포스코홀딩스는 지난 6년간 DLE 기술을 자체 개발하고 본격적인 상용화를 추진하고 있다. 포스코홀딩스는 이번 IAC와의 협약을 통해 기존 염수, 광석리튬 외에도 점토, 유전염수 등 비전통 리튬 자원으로 원료 공급망을 다변화할 수 있다. 또한 북미 리튬 생산거점을 확보해 미국의 IRA대응을 포함, 북미에서 리튬을 안정적으로 조달할 수 있는 기반을 마련할 계획이다. 포스코홀딩스는 현재 건설중인 총 5만톤 규모의 염수리튬 1, 2단계 상용화 공장과 광석리튬에 기반한 연산 4만3천톤 규모의 수산화리튬 공장에 이어 캐나다 광물·금속 계획(CMMP) 등 전략광물 투자 활성화 정책에 연계해 캐나다 리튬사업을 추진하는 등, 2030년 리튬 42.3만톤 생산능력을 보유한 글로벌 톱3를 달성, 이차전지소재사업 풀 밸류 체인을 강화한다는 방침이다.

2023.11.08 13:56류은주

에코프로, 호주 아이오니어와 리튬클레이 개발 MOU 체결

에코프로이노베이션이 호주 리튬 업체 아이오니어(Ioneer)와 리튬 개발 관련 업무협약(MOU)을 체결하고 미국 네바다주 리튬 광산 개발을 추진한다. 1일 에코프로그룹에 따르면 김윤태 에코프로이노베이션 대표와 제임스 캘러웨이 아이오니어 회장은 지난달 31일 에코프로 포항캠퍼스에서 리튬 클레이에서 리튬을 추출해 수산화리튬을 생산하는 기술을 공동으로 진행하는 내용의 연구개발(R&D) 협약을 체결했다. 아이오니어는 에코프로이노베이션과 협약 체결 사실을 공시했다. 이번 협약에 따라 아이오니어는 샘플과 기초적인 데이터를 에코프로이노베이션에 제공하고 정기적인 미팅을 통해 기술 개발 과제들을 조율해 나갈 계획이다. 협약에 따라 연구개발이 성공적으로 이뤄지면 에코프로이노베이션과 아이오니어는 북미에 수산화리튬 전환 공장 건설을 추진할 계획이다. 전환 공장 건설 시 아이오니어는 미국 네바다주 광산에 매장된 리튬 클레이를 에코프로이노베이션에 무상 제공하고 수산화리튬 생산에 따른 이익을 공유하는 구조로 사업을 협력할 예정이다. 리튬 클레이는 리튬이 섞여 있는 점토 형태의 물질을 말한다. 네바다주 광산에는 7천740만톤(t)의 리튬 클레이가 매장돼 있는데 불순물을 제거하고 순도 높은 리튬을 추출해 내는 기술력 확보가 관건이다. 광산업계에서는 리튬 클레이에서 리튬을 추출하는 비율을 통상적으로 2천PPM으로 추산한다. 회사 측은 7천740만t의 리튬 클레이에서 약 100만t의 수산화리튬 생산이 가능할 것으로 전망하고 있다. 김윤태 대표는 “클레이로부터 리튬 추출 기술은 다량의 불순물을 제거해야 하는 복잡하고 어려운 기술”이라며 “대한민국 최초 수산화리튬 양산 공장 운영 경험과 폐배터리에서 리튬 추출에 대한 원천 특허 및 기술개발 노하우를 바탕으로 빠른 시일 내에 성과를 내 경쟁 우위를 점할 것”이라고 했다.

2023.11.01 15:27이한얼

손 잡은 LG엔솔-도요타, 북미 전기차 시장서 '윈-윈'

LG에너지솔루션과 세계 완성차 1위 기업 도요타 간 전기차 배터리 공급 계약은 양사 모두에게 윈-윈(Win-Win) 전략이 될 것이란 평가가 지배적이다. LG에너지솔루션은 이번 계약으로 명실공히 스텔란티스, GM, 현대자동차, 혼다 등 세계 5대 자동차 그룹에 전기차 배터리를 공급하는 기업으로 올라서게 됐다. 국내 기업 역사상 북미에서 8곳의 배터리 공장을 모두 가동하는 공급망도 구축하게 됐다. 지난 30여년간 리튬이온 배터리 분야에서 쌓아온 경험을 바탕으로 혁신적인 전력 솔루션을 공급하는 배터리 기업이라는 위상을 미국과 일본 자동차 기업으로부터 인정받은 셈이다. 권영수 LG에너지솔루션 부회장이 “이번 계약은 북미 지역의 생산 역량을 강화할 수 있는 또다른 큰 기회”라고 평가한 것도 이같은 맥락에서다. LG에너지솔루션은 이번 공급 계약에 따라 기존 미국 미시간주 홀랜드시 공장에 4조원을 신규 투자해 도요타 전용 배터리 공급라인을 증설한다는 계획이다. 연간 20GWh 규모이며 공급기간은 2025년부터 2035년까지다. 도요타의 전동화 전략 계획과 딱 맞아떨어진다. 자금 확보를 위해 유상증자도 준비 중이다. LG에너지솔루션은 최근 9억7천만달러(약 1조3천107억원·보통주 1펀202주) 규모의 주주배정 유상증자를 한다고 공시한 바 있다. 나머지 자금은 회사의 유동성 자산을 통해 충당한다는 방침이다. LG에너지솔루션은 도요타에 하이니켈 NCMA 파우치셀이 탑재된 모듈을 공급한다. 전기차 가격 하향이 대세가 됐지만 LFP(리튬·인산·철)가 아닌 고가형 배터리를 공급한다는 것은 LG에너지솔루션의 기술력이 한 층 올라왔다는 평가다. 일본의 전통적인 배터리 기업 파나소닉을 제치고 도요타와 손을 잡았다는 점도 고무적이다. LG에너지솔루션은 혼다와 JV를 설립한 데 이어 일본의 양대 자동차 기업과 동맹 관계를 완성했다. ■도요타, 전동화 전략에 속도...2030년까지 30종 출시, 연간 350만대 생산 목표 도요타 입장에서는 이번 LG에너지솔루션과의 협력을 통해 전동화 비전에 한층 속도를 내면서 안정적인 배터리 공급망을 확보할 수 있게 됐다. 또한 그동안 세계 1위 완성차 기업이라는 위상에 걸맞지 않게 전동화 시장 진입에 늦었다는 시장의 우려도 어느 정도 불식시킬 수 있을 것으로 보인다. 도요타는 2030년까지 전기차 30종을 출시하고 연간 최대 350만대 전기차 생산을 목표로 하고 있다. 도요타는 지난해 달성했던 총 1천만대 생산량을 전기차로 전환하기 위해 배터리 공급량 확보를 최우선시한 것으로 풀이된다. 도요타는 오는 2025년부터 미국 켄터키 공장에서 생산되는 신형 전기차 모델을 포함해 향후 북미 시장 모델에 LG에너지솔션이 공급하는 배터리를 탑재할 예정이다. 도요타 켄터키 공장의 연간 생산 능력은 55만대다. 도요타 북미 내 공장은 4곳으로 연간 생산량은 134만8천대다. 이미 전기차를 생산하고 판매하는 중국 183만9천722대와 합치면 도요타가 제시한 목표 생산량과 근접해진다. 도요타는 현재 미국에 렉서스 RZ450e, 도요타 bZ4X를 판매하고 있다. 중국 현지 모델 bZ3X를 포함하면 앞으로 약 27종의 모델이 남았다. 도요타가 생산량은 입증된 만큼 전기차 생산을 위한 배터리 공급망은 향후 더욱 확대될 것으로 분석된다. 도요타는 이미 파나소닉과 합작 회사인 프라임플래닛에너지앤솔루션즈로 배터리 생산을 하고 있다. 하지만 앞으로 350만대 생산량을 달성하려면 추가적인 공급이 필수적이다. 실제로 도요타는 닝더스다이(CATL)의 배터리를 bZ4X에 사용하기도 했다. bZ3X에는 비야디(BYD)와 공동개발한 배터리를 탑재했다. 이번 계약으로 도요타가 멀티패스웨이(다양한 선택지) 전략을 강화할 것으로 보인다. 2030년까지 앞으로 약 6년밖에 남지 않았고 코로나19, 우크라이나-러시아 전쟁 등 외부 요인으로 생산량 부진을 겪었던 것을 미리 예방하는 조치일 가능성도 높다. 특히 도요타는 배터리 합작법인을 세우는 것과 함께 기술협력이나 공급계약을 체결하는 등 투-트랙으로 안정성을 추구하는 전략을 취하고 있다.

2023.10.05 15:13이한얼

KAIST, 넓은 온도 범위에서 고효율 유지하는 리튬금속전지 전해액 개발

국내 연구진이 영하 20도에서 영상 60도 사이 환경에서 효율적으로 충방전할 수 있는 배터리 전해액 기술을 개발했다. KAIST(총장 이광형)는 생명공학과 최남순 교수 연구팀이 넓은 온도 범위에서 리튬금속 전지의 효율과 에너지를 유지하는 전해액 기술을 개발했다고 4일 밝혔다. 기존 배터리는 전해액 내 리튬 이온의 이동이 제한적이고, 구동할 수 있는 온도 범위에도 한계가 있다. 연구팀은 새로운 용매 조성 기술과 전극계면 보호 기술을 적용해 기존보다 높은 가역 효율을 달성했다. 가역 효율이 높을수록 충방전 사이클을 거듭해도 배터리 용량 손실이 적다. 연구팀은 영하 20도 300회 사이클에서 99.9%의 가역 효율을, 상온에선 200회 사이클에 99.9%의 가역 효율을 기록했다. 45도의 고온에선 100회 사이클에 99.8%를 기록했다. 또 완전 충전-완전 방전조건에서 첫 사이클 방전 기준 용량 80%가 나오는 횟수까지를 배터리 수명으로 보고 있는데, 개발된 전해액 기술은 25도의 상온에서 200회 충·방전 후 첫 번째 사이클의 방전용량 대비 85.4%의 높은 방전용량 유지율을 보였다. 고온(45도)에서 100회 충·방전 후 91.5% 발현, 저온(영하 20도) 구동에서도 300회 충·방전 후 72.1% 발현했다. 이는 완전 충전-완전 방전조건에서 기존 상용 기술 대비 약 20% 높은 용량 유지율이다. 연구팀은 전해액에 기존에 보고되지 않은 새로운 솔베이션 구조를 형성해 이같은 성과를 얻었다. 솔베이션 구조는 염(이온성 화합물) 농도가 낮은 전해액에서 양이온이 전하를 띠지 않은 용매에 의해 둘러싸여 동심원의 껍질(shell)을 이룬 구조다. 이 구조를 개선하면 염 농도를 높이지 않고 배터리 작동 온도 범위를 넓힐 수 있다. 최남순 교수는 "이 기술은 리튬이온을 끌어당기는 힘이 다른 두 개의 용매를 사용해 리튬이온이 잘 이동하게 하고 전극 표면에서도 원하지 않는 부반응을 감소시키는 새로운 솔베이션 구조를 형성, 리튬금속 전지 구동 온도 범위를 넓혔다"라며 "이러한 솔베이션 구조 개선 기술과 전해액 첨가제에 의한 안정적인 전극-전해질 계면 형성의 시너지 효과는 고에너지 밀도 리튬금속 전지의 난제들을 해결하고 전해액 설계의 새로운 방향을 제시했다ˮ라고 밝혔다. 이 연구는 솔베이 스페셜티 코리아와 후성의 지원으로 수행됐으며, 학술지 '에너지 & 인바이론멘탈 사이언스(Energy & Environmental Science)'에 최근 공개됐다. 논문 제목은 Wide-temperature-range operation of lithium-metal batteries using partially and weakly solvating liquid electrolytes 이다.

2023.10.04 13:55한세희

국내 굴지 대기업, 폐배터리 시장 참여 러시

600조까지 성장할 것으로 추산되는 폐배터리 시장에 국내 굴지의 대기업들이 앞다퉈 뛰어들고 있다. 폐배터리 시장은 그간 이차전지 기업 중심으로 시장 구도가 형성돼 왔지만 최근엔 업종을 불문한 기업들이 출사표를 내던지는 모습이다. 폐배터리 사업은 크게 재활용과 재사용으로 나뉜다. 기존에 사용된 배터리에서 니켈, 리튬, 코발트와 같은 주요 원자재를 추출해 재활용하는 사업이다. 사용된 배터리에서 원자재를 재활용하는 만큼 탄소배출이 적어 친환경적이고 경제성도 뛰어나다. 최근 전기차 성장률이 둔화를 보이면서 원자재 단계에서부터 가격안정화가 화두로 떠올랐는데 폐배터리 기술은 이런 문제를 일거에 해결할 수 있다는 장점이 있다. 국내 대표적인 배터리 3사는 일찍 폐배터리 사업에 뛰어들었지만 최근엔 배터리와 무관한 업력을 가진 기업들이 폐배터리 시장에 본격 진입 중이다. 우선 GS그룹은 이차전지 기업으로 변모 중인 포스코그룹과 손을 맞잡았다. 양사는 지난해 1천700억원을 투자해 포스코GS에코머티리얼즈라는 합작법인(JV)를 신설했다. 포스코홀딩스가 51%, GS에너지가 49%의 지분율을 갖게 된다. JV는 GS에너지가 폐배터리 재사용 여부를 판단하면 포스코그룹이 배터리 소재를 추출하는 방식으로 사업을 운영할 전망이다. 특히 포스코GS에코머티리얼즈는 포스코가 중국 화유코발트와 설립한 사용 후 배터리 재활용 합작법인 포스코HY클린메탈도 자회사로 두고 있다. 이를 통해 폐배터리를 비롯한 이차전지 공급망 구축 효과를 극대화한다는 방침이다. 두산그룹도 마찬가지다. 종합 에너지 기업으로 도약을 선언한 두산에너빌리티는 이미 폐배터리 시장 참전을 위해 자회사를 설립했다. 회사는 지난 7월 배터리 재활용 전문 자회사 두산리사이클솔루션을 설립하고 폐배터리 시장을 정조준한다는 전략이다. 두산에너빌리티는 지난 2021년 독자적으로 폐배터리에서 리튬을 회수할 수 있는 기술 개발해 실증은 완료했다. 두산에너빌리티의 리튬 추출방식은 기존의 방식 대비 공정이 단순하고 경제성이 높다는 장점이 있다. 또 친환경 공법을 통해 리튬 순도율도 대거 높였다. 두산에너빌리티는 오는 2025년 하바기부터 약 3천톤 규모의 원료를 처리해 리튬을 회수한다는 계획이다. 한편 SNE리서치에 따르면 세계 전기차 폐배터리 시장 규모는 오는 2030년 20조2천억원으로, 2050년에는 최대 600조원까지 확대될 전망이다.

2023.09.29 08:35이한얼

LG화학, 中 화유그룹과 LFP 양극재 사업 진출

LG화학이 중국 화유그룹과 손잡고 LFP(리튬·인산·철) 양극재 사업에 본격 진출한다. 또한 리튬 가공과 니켈 제련, 전구체로 이어지는 양극재 소재 수직 계열화에 나선다. LG화학은 22일 화유그룹과 양극재 공급망에 대한 포괄적 업무협약(MOU)을 체결했다고 24일 밝혔다. 양사는 함께 LFP 양극재 시장에 진출하고 소재 공급망을 강화하기 위해 ▲모로코 LFP 양극재 공장 및 리튬 컨버전 플랜트(CP) 건설 ▲인도네시아 니켈 제련 공장 및 전구체 공장 설립을 추진할 방침이다. LG화학과 화유그룹 산하 유산(Youshan)은 오는 2026년 양산을 목표로 모로코에 연산 5만톤 규모의 LFP 양극재 합작공장을 짓는다. LFP 양극재 5만톤은 보급형 전기차 50만대(350km 주행 가능한 50kWh 용량 전기차 기준)에 필요한 양극재를 만들 수 있는 양이다. 모로코 공장은 북미 지역에 공급할 LFP 양극재를 생산할 계획이다. 모로코는 미국과 자유무역협정(FTA) 체결국으로, 이곳에서 생산한 양극재는 미국 인플레이션 감축법(IRA) 보조금 요건을 충족한다. 양사는 추후 IRA의 해외우려집단(FEOC) 규정에 따라 지분 비율을 조정한다는 방침이다. 모로코는 LFP 양극재의 핵심 원재료인 인광석의 매장량 전 세계 1위국가다. LG화학은 모로코 공장을 바탕으로 본격적인 LFP 양극재 사업에 진출하며 LFP에 망간을 더해 용량과 출력을 높인 LMFP 양극재 등으로 사업을 확장할 계획이다 LG화학은 모로코에서 화유그룹 산하 화유코발트(Huayou Cobalt)와 리튬 컨버전 플랜트 사업도 추진한다. 컨버전 플랜트란 리튬 정광(리튬 광석을 가공해 농축한 고순도 광물)에서 양극재 생산에 필요한 수산화리튬과 탄산리튬을 추출하는 시설이다. 모로코 리튬 컨버전 플랜트는 2025년까지 연산 5만2천톤의 리튬 양산 체제를 마련하고, 모로코 LFP 공장에 리튬을 공급한다. 이외에도 LG화학과 화유코발트는 IRA 충족을 전제로 인도네시아에서 니켈 제련·전구체를 아우르는 양극재 수직계열화를 위해 협력한다. 양사는 인도네시아 연산 5만톤 규모의 전구체 공장 설립을 검토한다. 나아가 전구체 생산을 위해 니켈 광석에서 니켈 중간재(MHP)를 추출하는 제련 공장 설립도 논의할 계획이다. 신학철 부회장은 “모로코 양극재 공장을 글로벌 거점으로 삼아 새롭게 떠오르는 LFP 양극재 시장에 적극 대응하겠다”며 “원재료에서 전구체, 양극재까지 이어지는 소재 수직 계열화 체계를 공고히 해 세계 최고 종합 전지 소재 회사로서의 기반을 다져나갈 것“이라고 밝혔다.

2023.09.24 12:49이한얼

리튬가격 하락세...K배터리 수익성 '먹구름' 끼나

이른바 하얀 석유로 불리는 리튬 가격 하락세가 심상치 않다. 판가 연동제를 채택하고 있는 국내 배터리 업계의 실적에도 악영향을 미칠 수 있다는 관측이다. 특히 전기차 시장 성장 둔화로 리튬 가격 하락세는 지속될 거란 전망이 나오고 있다. 19일 한국자원정보서비스(KOMIS)에 따르면 20일 탄산리튬 키로그램당 161.50위안에 거래됐다. 이는 전년 동기(486.5위안)와 비교해 약 67% 하락한 수치다. 특히 탄산리튬가격이 상승하던 지난 7월초(300위안)와 비교해서도 50% 가까이 하락했다. 리튬 가격 하락세의 원인으로는 전기차 성장 둔화에 따른 공급 과잉 현상이 꼽힌다. 중국은 최근 전기차에 들어가는 보조금을 폐지하며 전기차 산업 성장 둔화를 일으켰다. 리튬 공급 기업들은 전기차 성장 둔화에도 공급량을 기존과 같이 유지해 수요와 공급은 엇박자를 탄 것이다. 국내 배터리 3사는 리튬, 코발트 등 배터리 원자재 가격과 판가를 연동해 공급한다. 배터리 원자재 가격이 하락할 경우 판가도 당연히 하락할 수밖에 없다. 다만 NCM(니켈 ·코발트·망간)을 주력으로 하는 국내 배터리 기업의 여건상 당장 큰 폭의 수익성 둔화는 일어나지 않을 것으로 전망된다. 리튬은 통상적으로 LFP(리튬·인산·철)배터리의 주요소로 쓰인다. 문제는 리튬가격이 하락이 장기화 될 수 있다는 점이다. SNE리서치에 따르면 탄산리튬 가격이 2028년까지 지속 하락할 전망이다. 글로벌 광산 업체의 리튬 생산량이 올해 95만톤(t)에서 연평균 19.6%씩 증가해 2030년 333만t으로 늘어나는 반면 리튬 수요량은 2023년 79만t에서 연평균 18.1%씩 올라 2030년 253만t에 그칠 것이라고 전망했다. 국내 배터리 3사는 당장은 NCM배터리 위주의 사업을 영위하지만 향후 5년간은 LFP배터리 등 중저가형 배터리 시장의 사업군에서 승부를 볼 수밖에 없다. 이 때문에 리튬 가격 하락은 장기적으로 국내 배터리 3사의 수익성을 악화할 요소로 전망된다. 특히 가격경쟁력을 앞세운 중국의 CATL과 비야디(BYD) 등이 리튬가격 하락에도 시장점유율 확보에 치중할 경우 배터리 공급과잉으로 국내 배터리 3사의 수익성도 떨어질 가능성을 배제하기 어려운 상황이다. 윤성훈 중앙대학교 융합공학부 교수는 "판가 연동제가 각 기업에 어떤 형식으로 작용되는지 여부가 관건"이라면서도 "워낙 낮게 공급되고 있는 LFP배터리의 여건상 국내배터리 기업에 단기간 영향은 크지 않을 것"이라고 분석했다.

2023.09.20 17:13이한얼

SK온, 新고체전해질 개발 성공…전고체 배터리 상용 기대

SK온이 세계 최고 수준의 리튬이온전도도를 갖는 산화물계 신(新) 고체전해질 공동개발에 성공했다고 31일 발표했다. 리튬이온전도도는 전해질 내 리튬 이온의 이동 속도다. 속도가 빠를수록 배터리 출력이 커지고 고속으로 충전된다. 이번 개발로 전고체배터리 경쟁력이 한층 높아질 것으로 기대된다. SK온은 이날 단국대학교 신소재공학과 박희정 교수 연구팀과 공동 개발한 산화물계 고체전해질 관련 연구결과가 세계적으로 저명한 학술지인 '어드밴스드 펑셔널 머티리얼스 (Advanced Functional Materials (IF 19.9)' 표지논문에 게재됐다고 밝혔다. SK온과 단국대 공동 연구팀은 해당 기술에 대해 국내외 특허 출원도 완료했다. 이 고체전해질은 리튬이온전도도를 크게 높이고, 대기 안정성까지 확보했다. SK온-단국대 연구팀은 산화물계 고체전해질 소재인 Li-La-Zr-O(리튬-란타넘-지르코늄-산소žLLZO)의 첨가물질 조정을 통해 리튬이온전도도를 기존보다 70% 개선(1.7 mS/cmž 센티미터당 밀리지멘스)해 세계 최고 수준으로 높였다. 또 리튬이온전도도가 높아지면 안정성이 떨어지는데 SK온-단국대 연구팀은 이를 LLZO의 미세구조를 균일하게 제어하는 기술로 극복했다. 고체전해질은 통상 수분(H2O)과 이산화탄소(CO2)에 취약해 장시간 대기에 노출되면 전해질로서의 기능이 떨어지지만 이 고체전해질은 매우 우수한 안정성을 보였다. 산화물계 고체전해질은 황화물계에 비해 이온전도도가 낮지만, 화학적 안정성이 우수해 양극 물질과의 반응성이 적고 리튬 덴드라이트 현상을 억제할 수 있어 흑연 음극을 고용량인 리튬 메탈로 대체할 수 있다. 배터리 용량도 크게 늘릴 수 있다. 특히 액체전해질을 사용한 리튬이온배터리(LiB)의 최대 사용 전압은 최대 4.3V이지만, 산화물계 고체전해질을 사용할 경우 최대 5.5V까지 늘어난다. 이를 배터리 제작에 적용할 경우, 이론적으로는 배터리 용량을 최대 25% 늘리는 것도 가능하다. 이 고체전해질은 현재 NCM 양극재를 기반으로 하는 전고체배터리 외에도 차세대배터리로 꼽히는 리튬-황 배터리와 리튬-공기 배터리를 전고체화할 수 있는 소재로도 활용할 수 있다. 최경환 SK온 차세대배터리연구센터장은 ”이온전도도와 대기안정성을 모두 갖춘 이 고체전해질은 고품질의 전고체배터리를 만들기 위한 혁신 기술로 파급효과가 매우 클 것”이라며 “SK온은 압도적인 미래 기술 경쟁력을 바탕으로 향후 차세대배터리 분야의 성장 기회를 선점해 나가겠다”라고 밝혔다.

2023.08.31 10:17이한얼

표준연, 휘어지는 차세대 이차전지 앞당길 수명 긴 유기전극 개발

국내 연구진이 가격이 싸고 유연한 배터리 유기전극의 수명을 늘이는 기술을 개발했다. 한국표준과학연구원(KRISS, 원장 박현민)은 소재융합측정연구소 신호선 박사 연구팀과 포항공과대학교(POSTECH, 총장 김무환) 반도체공학과 송재용 교수 연구팀이 차세대 이차전지의 실용화를 앞당길 장수명 유기전극을 개발했다고 31일 밝혔다. 리튬 이차전지의 전극 소재로는 니켈이나 코발트, 망간 등 무기물이 주로 쓰이는데, 이런 광물 자원은 매장량이 제한적이고 국제 정세에 따라 수급이 불안정해질 수 있다. 반면 유기물 소재는 합성을 통해 대량생산할 수 있어 가격 경쟁력이 좋고 용량에 비해 가벼우면서 유연하다. 하지만 유기 소재 전극은 충‧방전 중 이온화 과정에서 전지 안의 전해질 용액에 쉽게 녹아 전지의 수명이 급격히 저하된다는 문제가 있다. 표준연과 포스텍 공동연구팀이 개발한 유기전극은 나노복합소재를 사용해 수명을 늘였다. 물리적 혼합방식으로 제조할 수 있어 기존 화학적 방식보다 실용화에도 유리하다. 유기전극 후보물질 가운데 초기 용량이 높은 물질(DMPZ)과 수명이 긴 물질(PTCDA)을 동결분쇄해 혼합하는 복합소재 제조법이 핵심이다. 이 소재로 전극을 제작해 실험한 결과, 충방전 과정에서 두 물질의 상호전하보상 작용으로 전기적 중성 상태가 지속돼 650회 이상 충‧방전 해도 초기 용량이 90% 이상 유지됐다. 고속 충·방전 역시 우수한 특성을 보였다. 반면 DMPZ 단일 소재로 제작한 전극은 충‧방전 5회 이내에 수명이 20% 이하로 저하됐다. 또 연구팀은 개발한 유기 전극으로 파우치형 배터리를 제작, 이번 성과가 실제로 유연한 리튬이차전지 실용화에 기여할 수 있음을 보였다. 이번 성과는 이차전지 외에도 물 분해, 가스 센서 등 다양한 분야에서 유기물 기반 전극의 전기화학적 안정성과 수명 향상에 쓰일 수 있다. 신호선 KRISS 스마트소자팀장은 "그린에너지 전환을 위해서는 기존 이차전지의 한계를 뛰어넘을 소재의 혁신이 필요하다"라며 "이번 성과로 차세대 이차전지 실용화를 한층 앞당기고, 다양한 분야에서 유기물 기반 전극의 연구개발 활성화에 기여할 것"이라고 밝혔다. 이 연구는 과학기술정보통신부 한국연구재단 미래소재디스커버리지원사업의 지원을 받았으며, 관련 성과는 국내외 특허 출원됐다. 학술지 ''에너지 스토리지 머티리얼스(Energy Storage Materials)'에 최근 게재됐다.

2023.08.31 09:44한세희

전기차 수요 해마다 증가…리튬 공급부족 우려 ↑

최근 글로벌 모빌리티 시장에서 전기차 수요가 증가하고 있다. 이 가운데 전기차 배터리 생산에 필요한 리튬의 공급량이 수요량보다 부족해질 것이란 우려가 커지고 있다. 29일(현지시간) CNBC 보도에 따르면 S&P 글로벌 코모디티 인사이츠는 이날 전기차 수요와 리튬에 대한 보고서를 공개했다. 보고서에 따르면, 오는 2032년까지 중국에서만 전기차 생산에 필요한 리튬 수요가 연간 평균 20.4%씩 증가하는 반면, 중국의 리튬 공급량은 연간 평균 6% 증가에 그칠 것으로 예상된다. 중국은 세계 3위의 리튬 생산국이다. 세계경제포럼에 따르면, 2030년 기준 모빌리티 시장에서 전기차가 3천만대 이상 판매될 것으로 예상된다. 이에 따라 배터리 제작에 필요한 리튬 규모는 300만톤으로 예상된다. 하지만 2021년 기준 전세계에서 생산된 리튬 규모가 54만톤에 그친 것을 놓고 봤을 때 앞으로도 수요 대비 공급은 부족할 것으로 예상된다. 도이체방크의 코린 블랑카드 이사는 “향후 전기차 수요 증가를 놓고 봤을 때 전세계 에너지 시장에서 공급이 가능한 리튬 규모는 부족한 상황”이라며 “물론 리튬 공급량은 증가할 것이지만 수요량은이보다 훨씬 더 빠른 속도로 증가할 것”이라고 설명했다. 블랑카드 이사는 “2025년 말까지 리튬 공급량이 수요량보다 4~6만톤 정도 부족할 것으로 전망한다”며 “오는 2030년 말까지 76만8천톤이 더 부족해질 것”이라고 덧붙였다.

2023.08.30 08:51조성진

김준형 포스코퓨처엠 사장 "LFP 배터리 진척…올해 가시적 성과 창출"

김준형 포스코퓨처엠 사장이 삼원계 이차전지(NCM, NCMA) 외에도 리튬·인산·철(LFP) 분야에서 올해 안에 가시적 성과를 창출할 것이라고 28일 밝혔다. 김 사장은 이날 서울 강남구 포스코센터에서 진행된 '비전 공감 2023 : 포스코퓨처엠이 더해갈 세상의 가치' 행사에서 이같이 밝혔다. 그는 "향후 전지 시장은 고가와 저가 시장으로 나뉠 것으로 예상된다"면서 "저가는 LFP, LNFP 고가는 삼원계로 진행될 전망인데 우리 회사랑 LFP를 직접적으로 하는 회사는 없지만 타진하는 회사는 꽤 많다"고 전했다. 그러면서 "포스코퓨처엠은 자체연구소에서 LFP에 대해 많은 부분 진도가 나가고 있다"며 "제품이 준비되면 요청하는 고객들 많아질 것"이라고 전망했다. 김 사장은 "자체 개발하는데 일정에 문제가 된다면 LFP 기술을 보유하고 있는 회사와 합작도 검토하고 있다"면서 "올해 말까지는 가시적 성과가 나오도록 할 것"이라고 강조했다. 김 사장은 최근 포스코퓨처엠이 인플레이션감축법(IRA) 등에도 중국 기업과 협력을 확대하는 이유에 대해 원료로부터 자유롭지 못하다는 이유를 밝혔다. 그는 "현재 구매 중인 원자재 중 리튬을 중국에서 많이 들여오고 있다"면서 "니켈도 인도네시아에 있는 많은 회사들이 중국과 합작해서 조달하고 있기 때문에 원료로부터 자유롭지 못 한 실정"이라고 짚었다. 김 사장은 또 "향후 FEOC(해외우려집단) 발표가 날 텐데, 그렇게 되면 중국하고 별개로 IRA에 부합하는 조건을 만들기 위해서 국내 전구체 공장에 투자할 것"이라며 "원료 분야에서도 플랜B로 IRA에 맞게 사업을 추진할 것"이라고 밝혔다. 한편 포스코퓨처엠은 오는 2030년까지 매출 43조원, 영업이익 3조4천억원을 달성하겠다는 목표도 제시했다. 이날 행사에서는 새로운 비전 '친환경 미래소재로 세상에 가치를 더하는 기업'이라는 슬로건도 공개됐다. 특히 김준형 사장은 임직원들에게 이번 행사에서 중장기 경영계획과 더불어 2030년 사업목표로 매출 43조원원, 영업이익 3조4천억원의 계획을 직접 발표했다. 김 사장은 핵심 경쟁력으로 배터리소재 사업의 ▲글로벌 유일 원료광산부터 소재 생산 및 리사이클링을 포괄하는 토탈 솔루션 프로바이더 ▲그룹의 탄탄한 자금력과 이를 기반으로 신속한 투자결정을 통한 글로벌 양산능력 확대 ▲산·학·연의 연구개발(R&D) T프라이앵글이 구현하는 기술개발 선순환 구조를 제시했다. 김 사장은 기초소재사업에서도 고수익 친환경 제품으로 포트폴리오를 전환하고 폐내화물을 100% 재활용하는 등 ESG 성과도 확대해 나간다고 밝혔다. 비전공감 행사는 직원들로부터 공감대를 높이는 데 초점을 맞춰 전 임직원이 자율복장 차림으로 유연한 분위기 속에서 타운홀 방식으로 진행됐다. 포스코퓨처엠은 이날 행사에서 친환경 지향 비전 실현을 위한 '포스코퓨처엠 지속가능 미래숲' 프로젝트도 공개했다. 2030년까지 탄소흡수 능력이 우수한 수종 10만 그루를 사업장 소재 지역에 심는 이번 프로젝트는 2050 탄소중립 달성을 위한 '탄소상쇄숲' 조성 활동의 일환이다. 또한 사내소통 플랫폼 '미소진'도 공개했다. '미래', '소재'의 앞 글자를 따서 미소, 그리고 매거진을 의미하는 'Zine'을 더해 '모두를 미소 짓게 만드는' 소통 플랫폼이라는 뜻을 담았다.

2023.08.28 15:30이한얼

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