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'리튬'통합검색 결과 입니다. (116건)

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소형 리튬이온 배터리 시장, 2035년 6배 커진다

오는 2035년 소형 리튬이온배터리(LIB) 수요가 1.3TWh로 확대될 전망이다. 가장 큰 비중을 차지한 수요처는 친환경자동차(xEV)로, 약 1TWh를 차지할 것으로 예상됐다. 20일 이차전지 시장조사업체 SNE리서치의 '2024년 글로벌 LIB 애플리케이션별 중장기 전망' 보고서에 따르면 2035년 소형 리튬이온이차전지(LIB)의 총 수요는 1천326.5GWh로 집계됐다. 상세 애플리케이션 별로 시장 규모를 비교하면 xEV향 LIB의 수요가 82.5%의 비중을 차지했다. xEV에는 원통형 셀을 적용한 제품들이 나오고 있다. 대표적인 경우로 테슬라의 제품들이 있고 파나소닉, LG에너지솔루션이 테슬라에 xEV향 소형 LIB를 납품 중이다. xEV 다음으로 많은 LIB 수요를 기록한 애플리케이션으로는 전동 모빌리티가 꼽혔다. 전기자전거와 2~3륜차를 포함한 전동 모빌리티 분야 LIB 수요는 2035년 약 80GWh에 달해 6%의 비중을 차지할 전망이다. 에너지저장장치(ESS)는 2035년 39GWh의 소형 LIB 수요를 요할 것으로 예상된다. 비중은 2.9%로 3위를 차지했다. ESS 역시 xEV와 같이 원통형 전지를 탑재한 제품이 출시되고 있다. 향후 소형 파우치 셀을 탑재한 모델도 등장할 예정이다. SNE리서치 관계자는 “스마트폰, 노트북 등 기존 IT 기기향 LIB 시장은 성장이 상대적으로 더딜 전망” 이라며 “2~3륜 시장 및 웨어러블 시장의 고성장과 이외에도 드론 등 새로운 애플리케이션의 등장을 통한 새로운 소형 LIB 시장 성장이 있을 것으로 기대된다”고 말했다.

2024.05.20 10:55김윤희

산업부, '리튬 매장량 1위' 칠레와 광물 공급망 협력 논의

산업통상자원부는 15일(현지시간) 칠레 산티아고에서 광업부와 제5차 한-칠레 자원협력위원회를 개최하고 양국간 리튬 등 핵심 광물 공급망 협력 강화 방안을 논의했다. 칠레는 리튬 매장량이 930만톤으로 세계 1위(33.2%)이고, 지난해 4월 '국가리튬전략'을 발표해 국가 주도로 본격적인 리튬 개발·생산을 추진하고 있다. 우리나라에겐 배터리 등 첨단 산업 핵심 광물인 리튬 공급망 강화 측면에서 핵심 거점 협력 국가로 현재 LG엔솔, 삼성SDI 등 기업들이 탄산리튬을 수입하고 있다. 이번 제5차 자원협력위는 지난해 11월 APEC 정상회담을 계기로 양국이 리튬 관련 구체적인 협력 방안을 논의키로 합의함에 따른 후속 조치다. 양국의 핵심 광물 전략을 공유하고, 칠레의 광미(광물찌꺼기)에서 핵심 광물을 추출하는 재자원화 기술 개발 협력 및 친환경 리튬 추출 기술을 적용한 협력 등 한국 기업의 칠레 진출 기반을 다졌다. 산업부는 이번 자원협력위 계기에 LX인터, 포스코홀딩스 등 한국 기업과 SQM, ENAMI 등 칠레 핵심 광물 기업들이 한 자리에 모이는 한-칠레 민간기업 핵심 광물 협력 심포지엄도 개최했다. 양국 간 리튬 개발, 교역, 기술개발 등 다양한 협력 방안을 논의했고 관련 기업 간 긴밀한 네트워크를 구축하는 계기를 마련했다고 설명했다. 윤창현 자원산업정책국장(수석대표)은 칠레 광업부 장관을 예방하고, 다음달까지 정보요청절차(RFI)를 진행하는 칠레 정부의 리튬 염호 개발 입찰 등 우리 기업들의 주요 관심사항과 양국 간 핵심 광물 공급망 강화 방안을 논의했다. 윤창현 자원산업정책국장은 “이번 제5차 한-칠레 자원협력위 개최를 계기로 칠레와 핵심 광물 공급망 협력이 본격화됐다”며 “앞으로도 리튬 등 핵심 광물의 안정적 수급을 위해 칠레와 다양한 방면에서 자원 협력을 강화해 나가겠다”고 밝혔다.

2024.05.16 09:10김윤희

리튬이온전지에 쓰는 희유금속, 탈중국 방법 찾다

우리나라와 캐나다 연구진이 니켈이나 코발트 등 희유금속을 사용하지 않고도 에너지 밀도를 40% 향상시킬 수 있는 고성능 차세대 리튬이온전지 제조 방법을 찾았다. 제조 비용도 저렴해 상용화되면 희유금속 탈중국이 가속화할 것으로 연구팀은 내다봤다. KAIST(총장 이광형)는 신소재공학과 서동화 교수 연구팀이 UNIST·캐나다 맥길대(McGill University)와 리튬이온전지 양극의 핵심 희유광물인 니켈, 코발트 없이 리튬이온전지 전극 설계에 성공했다고 1일 밝혔다. 연구팀은 리튬이온전지 양극재로 값비싼 희유금속 대신 망간 기반의 양이온-무질서 암염(Disordered rock-salt, 이하 DRX)을 사용했다. DRX 양극재는 값싸고 매장량이 풍부한 망간이나 철 등을 원료로 한다. 에너지 밀도도 1천Wh/kg로, 기존 대비 40%정도 우수하다. 그러나 문제가 있다. DRX 양극재가 차지하는 비율이 전지에서 90%를 넘어서면 충전 성능을 크게 떨어 뜨리고, 급격한 열화현상을 보인다. 연구팀은 이를 해결하기 위해 '도전재'로 들어가는 탄소 블랙(CB)에 주목했다. CB는 전극을 제조할 때 전자 전도도를 향상시키기 위해 넣는 탄소계 소재다. 연구팀은 또 다중벽 탄소나노튜브와 고분자 소재인 'SBR/CMC'를 도전재와 바인더(전극과 전도성 물질 사이에서 접착제 역할하는 물질)로 쓸 경우 DRX 양극재의 비율을 96%까지 끌어올려도 전지 성능을 떨어 뜨리지 않는다는 것을 확인했다. 연구팀은 " DRX 양극재 내 망간 비율은 낮추고, 낮아진 전자 전도도는 다중벽 탄소나노튜브 등으로 해결했다"며 "차세대 저가형 리튬이온전지 양극재를 제조했다"고 설명했다. KAIST 서동화 교수는 “상용화를 위해 풀어야 할 문제들이 아직 남아 있지만 대 중국 의존도가 높은 니켈, 코발트 등 희유 금속이 필요없다는 점에 주목해 달라"며 "리튬 인산철 양극 주도의 저가 이차전지 시장에서 우리 경쟁력을 강화하는 전환점이 될 것"으로 기대했다. 이 연구는 이은렬 UC버클리 박사후연구원(연구 당시 UNIST 에너지화학공학과 박사과정), 이대형 KAIST 신소재공학과 박사과정이 공동 제1 저자로 참여했다. 또, KAIST 신소재공학과 박상욱 박사과정, 김호준 석사과정이 공저자로 참여했다. 연구 결과는 에너지 분야 국제학술지 '에너지 및 환경과학(Energy & Environmental Science)' 온라인판(3월 27일)에 공개됐다. 오프라인으로는 이 학술지 6월호 표지 논문으로 출간된다.

2024.05.02 00:17박희범

LG엔솔, 멕시코산 리튬 연 4천톤 확보

LG에너지솔루션이 멕시코산 리튬을 매해 4천톤씩 추가 확보했다. 1일 다수 외신에 따르면 LG에너지솔루션은 글로벌 광산 탐사 기업 앤슨리소스로부터 탄산리튬을 조달받는 계약을 체결했다. 계약 기간은 5년으로, 연장 가능성도 열어뒀다. 앤슨리소스는 이번 계약에 따라 멕시코 패러독스 프로젝트에서 생산되는 리튬을 오는 2027년부터 공급하게 된다. 이 프로젝트는 수력, 태양광 등 재생에너지를 활용해 리튬을 생산한다. 리튬은 배터리 핵심 원재료다. 전기차 시장이 성장하면서 리튬 가격도 지속 상승했지만, 시장 둔화가 본격화된 지난해 하반기부터 가격이 하락세를 보였다. 지난해 6월 기준 킬로그램 당 가격이 300위안 대를 기록했지만, 지난 29일 기준 가격은 109.5위안으로 나타나고 있다. 업계에선 리튬 가격이 하락한 현 시점이 광물 확보의 적기라는 분석을 내놓고 있다. 향후 전기차 시장이 정체기를 지나 대중화 단계로 나아간다는 전제 하에, 보다 저렴한 가격에 계약을 체결할 수 있어서다.

2024.05.01 10:44김윤희

포스코그룹, 수산화리튬 첫 출하…소재 국산화 성공

포스코그룹이 국내 최초로 상업생산에 성공한 광석리튬 기반 수산화리튬을 초도 출하했다. 전량 수입에 의존하던 수산화리튬 생산을 국산화한 것이다. 포스코필바라리튬솔루션은 지난 16일 수산화리튬 제품 28톤을 이차전지소재용 양극재를 생산하는 고객사에 처음으로 공급했다고 19일 밝혔다. 이는 광석원료에서 리튬을 추출하는 자체 기술을 개발·적용해 수산화리튬을 상업 생산한 국내 첫 사례다. 국내 이차전지소재 원료 공급망 안정화에 기여할 수 있게 됐다는 회사 측 설명이다. 포스코그룹은 지난해 11월 전남 율촌산업단지에 포스코필바라리튬솔루션 수산화리튬 1공장을 준공하고 안정적인 램프업(생산량 확대)을 진행 중이다. 향후 포스코필바라리튬솔루션은 연말까지 단계적으로 생산 제품에 대한 품질인증을 마무리하고, 양극재 및 배터리社로 판매를 본격화할 계획이다. 포스코필바라리튬솔루션은 램프업 과정에 따라 점차 출하량을 늘려가는 한편, 이 과정에서 생산한 미인증 제품도 테스트용으로 시장에 공급해 글로벌 시장 공급망을 다변화해 나갈 예정이다. 포스코필바라리튬솔루션은 포스코홀딩스와 호주 광산개발 회사인 필바라미네랄 社가 합작해 설립한 회사다. 램프업 중인 1공장과는 별개로, 현재 같은 규모 2공장을 건설 중이다. 금년 내 2공장이 완공되면 연간 총 4만3천톤 규모 이차전지소재용 수산화리튬을 생산할 수 있게 된다. 수산화리튬 4만3천톤은 전기차 약 100만대를 생산할 수 있는 양이다. 포스코그룹은 광석리튬 기반의 수산화리튬공장에 이어 아르헨티나에 총 5만톤 규모의 염수리튬 1, 2단계 공장을 건설 중으로, 1단계 공장은 2024년 내 준공을 앞두고 있다. 포스코그룹은 향후에도 축적된 조업기술과 엔지니어링, 건설능력을 바탕으로 글로벌 리튬 생산능력을 확대하는 등 그룹 신성장 동력 이차전지소재사업 경쟁력 선점을 위한 투자를 지속해 나갈 계획이다.

2024.04.19 09:11류은주

'카카오 대란 재발 없다'…전기안전公, 무정전전원장치 국가사업 수주

한국전기안전공사(대표 박지현)는 '대용량 고출력 무정전전원장치 위험성평가 및 안전기술 개발' 국가사업 주관기관으로 선정됐다고 17일 밝혔다. 전기안전공사 전기안전연구원은 지난 2022년 10월 15일 발생한 판교 데이터센터 무정전전원장치(UPS) 화재사고(카카오대란)를 계기로 안전사각지대에 방치된 리튬이온 배터리 기반 UPS 안전성 강화와 신뢰성 검증 기술 개발을 위해 올해 공고된 국가사업에 응모해 300억원(국비 200억, 민자 57억, 지방비 40억) 규모 연구개발사업을 수주했다. 이 사업은 대용량 UPS 안전성 평가 시스템을 구축하는 것으로 에너지 손실을 최소화해 세계 최초로 RE100 평가 시스템 구현하는 것을 목표로 잡았다. 전기안전공사는 안전한 전기사용 환경을 조성하고 지역 내 관련 산업 활성화를 이끌어 나갈 수 있는 연구개발에 집중 투자할 계획이다. 박지현 전기안전고사 사장은 “ESS를 포함해 연계설비 안전성을 복합적으로 평가하는 ESS 안전성 평가센터 실증설비와 연계해 세계 이차전지 안전산업을 선도하는 글로벌 메카로 성장시키겠다”고 말했다.

2024.04.17 16:48주문정

폰·노트북 배터리 수명 2배 늘리는 충전 기술 나왔다

스마트폰이나 노트북 등 전자제품에 탑재되는 리튬이온 배터리의 수명을 2배 가량 늘릴 수 있는 충전 기술이 개발됐다고 라이브사이언스, 기가진 등 외신들이 16일(현지시간) 보도했다. 이번에 개발된 기술은 일정한 전류를 흐르게 하는 '정전류'가 아닌 짧은 주기로 전류를 흐르다 말다 하는 파형의 '펄스 전류'를 사용해 리튬이온 배터리의 수명을 증가시킨다. 연구 결과는 지난 달 국제학술지 어드밴스드 머티리얼스에 게재됐다. 리튬이온 배터리는 스마트폰에서 전기차까지 널리 사용되지만 시간이 지나면서 최대 충전용량이 저하되는 문제가 있었다. 노트북 제조사 레노버에 따르면, 노트북에 사용되는 대부분 배터리의 수명은 최대 5년, 약 300~500회의 충전 주기를 가진다. 독일 베를린 훔볼트 대학, 덴마크 올보 대학 연구진에 따르면, 현재 나와 있는 최첨단 리튬 이온 배터리의 경우 흑연 뿐 아니라 NMC532(니켈, 망간, 코발트로 구성)라는 화합물로 만들어진 전극을 탑재해 최대 8년의 수명을 가진다. 연구진은 정전류, 펄스 전류 방식으로 다양한 배터리를 충전하고 충전 용량을 측정했다. 연구 결과 정전류 방식보다 펄스 전류 충전 방식이 충전 주기 수를 기존 500번에서 1천 번 이상으로 늘리는 것으로 알려졌다. 정전류로 충전한 배터리는 1천 주기 충전 후 전체 용량의 37.8%밖에 사용할 수 없었지만 주파수 100Hz의 펄스 전류로 충전한 배터리는 1천 주기 충전 후에도 66.48%의 용량을 유지했고 2000Hz의 펄스 전류로 충전했을 때는 1천 주기를 넘어도 80% 이상의 성능을 유지한 채로 있었다고 연구진은 설명했다. 연구진들은 "이번 발견은 현재 리튬 이온 배터리의 충전 프로토콜을 최적화하고 미래 배터리 기술 발전을 위한 통찰력을 제공한다"고 밝혔다.

2024.04.17 14:52이정현

KETI, 전고체전지 차세대 양극 기술 개발 성공

한국전자기술연구원(KETI·원장 신희동)은 전고체전지의 에너지·출력 특성을 개선하는 건식 전극용 첨가제 기술을 개발하고 연구 결과를 국제 저명 학술지에 게재했다고 17일 밝혔다. 전고체전지는 기존 리튬이온전지의 양극과 음극 사이를 채우고 있는 액체 전해질을 고체로 바꾼 전지다. 폭발 위험이 없어 안전하면서도 기존 전지보다 에너지 밀도가 높아 국제적으로 기술 상용화를 위한 원천 기술 확보의 경쟁이 치열하다. 전고체전지에 적용할 수 있는 건식 전극은 습식 제조할 때 쓰는 용매를 사용하지 않아 양극과 음극 활물질층을 두껍게 쌓아 올린 '후막 전극' 구현이 가능하지만, 높은 압력으로 인해 전극 내 기공이 발생해 에너지 밀도가 낮아지는 문제점을 해결해야 하는 게 관건이었다. KETI 차세대전지연구센터(센터장 유지상)는 건식 전극의 제조 공정에서 입도(입자의 크기)가 제어된 리튬염(LiPO2F2) 소재 첨가제를 혼합해 황화물계 전고체전지용 양극을 얇게 구현, 동일 부피당 높아진 용량과 출력 특성을 확보했다. 기술 개발을 주도한 김현승 박사에 따르면 연구진은 고체전해질보다 미립인 전극 첨가제를 설계해 투입함으로써 전극 기공도를 줄였고 해당 입자가 양극 표면에서 보호 피막을 형성하는 특성까지 복합적으로 형성해 전고체전지의 고에너지 밀도 성능 자체를 총체적으로 개선하는 데 성공했다. 또 리튬염 첨가제를 도입해 전극의 화학-기계적 안정성을 개선, 양극 균열 발생과 표면 부반응을 줄였다. 이번 연구 결과는 에너지화학 분야의 세계적인 권위지인 어드밴스드 에너지 머티리얼스(Advanced Energy Materials, IF=29.698)' 최신호(4/12 발간)에 게재됐다. 논문의 교신저자인 조우석 수석연구원(박사)은 “전고체전지의 급속 충전 성능을 확보하기 위한 대부분의 연구가 높은 이온 전도도를 가지는 고체전해질 소재에 집중돼 있지만, 양극과 음극재 구현 기술 역시 중요성이 크다”며 “KETI는 단입자 형태의 NCM 양극재 기술, 석출형 음극재 공정기술 등 전고체전지 분야 차세대 소재 기술을 다수 보유하고 있다”고 밝혔다. 유지상 KETI 차세대전지연구센터장은 “KETI는 일련의 양극재 기술을 융합해 리튬이차전지 2배 수준의 전극 용량인 양극 후막 기술을 적용, 4분 충전에 85% 이상 충전이 가능한 양극 극판 기술을 확보했다”며 “센터는 해외 우수 기술을 넘어서는 핵심 원천 기술을 지속 확보해 국내 전고체전지 상용화에 주력하겠다”고 말했다. 한편, 이번 연구 성과는 산업통상자원부·한국산업기술기획평가원의 지원을 받은 자동차산업기술개발 사업으로 이뤄졌다.

2024.04.17 10:33주문정

두산리사이클솔루션, CNGR과 폐배터리 리튬 재활용 협력

두산에너빌리티가 지난해 설립한 배터리 재활용 전문 자회사인 두산리사이클솔루션이 배터리 재활용 사업 원료 공급처 확대에 나선다. 두산리사이클솔루션은 글로벌 전구체 시장 1위인 중국 CNGR와 배터리 소재 리사이클링 사업에 관한 기본 합의서를 체결했다고 29일 밝혔다. 전구체는 2차전지 소재인 양극재의 원료가 되는 핵심 소재로, 대표적으로 니켈·코발트·망간(NCM), 니켈·코발트·알루미늄(NCA), 니켈·코발트·망간·알루미늄(NCMA) 등이 있다. 이번 협약에 따라 CNGR은 리튬, 니켈, 코발트, 망간 등이 포함된 2차전지 폐분말을 두산리사이클솔루션에 공급하고, 두산리사이클솔루션은 공급받은 폐분말에서 리튬을 회수 후 남은 NCM 원료를 CNGR에 제공할 예정이다. 두산리사이클솔루션이 자체 개발한 리튬 회수 기술은 2차전지 폐분말을 열처리하고 순수(Pure Water)를 활용해 리튬을 분리한 뒤 결정화 기술로 탄산리튬 또는 수산화리튬을 회수하는 방식이다. 이 기술은 기존 기술 대비 공정이 단순해 경제성이 높고, 화학약품을 사용하지 않는 친환경 공법으로 리튬 순도를 99.5% 이상, 회수율을 85% 이상으로 높였다는 장점이 있다. 최재혁 두산리사이클솔루션 대표는 “두산이 개발한 기술은 높은 리튬 회수율 뿐만 아니라, 리튬 회수 후 남은 NCM에 불순물 함량이 낮아 CNGR 입장에서도 장점이 있다”며 “이번 협약을 통해 두 회사가 보유한 기술로 서로의 니즈를 충족시키고 사업 경쟁력이 강화될 것으로 기대한다”고 말했다. 두산리사이클솔루션은 내년까지 대구국가산업단지에 상용 생산시설을 구축하고 오는 2026년부터 연간 약 3천톤 규모 원료를 처리해 리튬 회수에 나설 계획이다.

2024.03.29 09:01김윤희

'전고체' '리튬황' 차세대 배터리 상용화 어디까지 왔나

현재 리튬이온 배터리를 대체할 차세대 배터리를 두고 LG에너지솔루션, 삼성SDI 등 국내 배터리셀 기업 간 경쟁이 후끈 달아오르고 있다. LG에너지솔루션은 리튬황 배터리와 전고체 배터리, 삼성SDI는 전고체 배터리를 중심으로 고객사들과 구체적인 사양 논의를 진행 중이다. 25일 서울 강남구 한국과학기술회관에서 개최된 'NGBS 2024' 세미나에서 양사는 이같은 사업 현황을 발표했다. 차세대 배터리는 리튬이온 배터리 대비 에너지 밀도가 높아 그만큼 같은 용량 대비 무게가 가볍고, 수명은 더 늘어날 뿐 아니라 안정성도 개선되는 방향으로 개발되고 있다. 양사 발표에 따르면 고사양 전기차와 도심항공교통(UAM), 고고도 무인기 등에 활용하려는 논의가 한창이다. 전고체 배터리의 경우 상용화 예상 시점만 놓고 보면 삼성SDI가 2027년으로, LG에너지솔루션의 2030년보다 앞선다. 이에 대해 LG에너지솔루션은 기술력이 상대적으로 뒤처지는 것이 아닌, 더 높은 완성도를 위한 보수적인 전망치라며 견제구를 던지기도 했다. 전고체 배터리에 대해 일관적으로 내비치는 입장이다. ■ 배터리가 비행 연료 대체…LG엔솔 '고고도 무인기·UAM 탑재 논의” 이날 세미나 발표자로 나선 김석구 LG에너지솔루션 상무는 회사가 개발 중인 리튬황 배터리의 우수성을 강조했다. 발표에 따르면 리튬이온 배터리의 경우 2030년까지 에너지 밀도 목표치가 300Wh/kg에 그치는 데 반해, 리튬황 배터리는 현 기술 수준으로도 400~500Wh/kg를 구현할 수 있다. 배터리 부품인 양극재 가격도 30~40% 가량 절감할 수 있다는 내부 계산이다. 김석구 상무는 리튬황배터리에 대해 고고도 무인기에 탑재하는 방안을 고객사와 논의 중이라고 밝혔다. 김 상무는 “무인기 날개에는 태양 전지판이 있어 낮엔 이를 활용해 비행 상태를 유지하고, 밤에는 배터리 힘으로 비행을 해야 한다”며 “최대 충전 용량을 하루에 다 쓴다 치면, 200번 충전에 6개월을 사용할 수 있는데 400~500Wh/kg에, 200회 이상 사용이 OEM 요구 조건”이라고 말했다. UAM도 리튬황배터리 공급 논의를 진행 중이다. 김 상무는 “저희로선 출력이 극대화된 전기차로 간주하고 있다”며 “OEM 요구 조건은 최소 350Wh/kg에 에너지 출력 밀도는 1.5 이상인데, 현재 고사양 전기차가 같은 밀도에 280~300Wh/kg의 성능을 보인다”고 설명했다. 마찬가지로 개발 중인 전고체 배터리에 대해선 “가압을 높게 가져갈 수 있는 시스템도 연동돼 개발이 돼야 한다”며 “보수적 관점에서 완벽한 제품을 목표로 개발을 하고 있기 때문에, 양산 시점이 늦어진다고 실망하지 않으셨으면 좋겠다”고 말했다. 전고체 배터리 공급 시장으론 전기차를 우선으로, 향후 에너지저장장치(ESS)와 선박 등의 시장도 검토하고 있다고 덧붙였다. ■ '전고체' 치고 나가는 삼성SDI ”2027년 양산 의심한 적 없어” 세미나 발표에서 고주영 삼성SDI 부사장은 "완충 시간 등 현재 리튬이온 배터리 성능 한계를 감안할 때, 내연차와 동일한 주행 경험을 제공할 수 있는 기술을 살펴본 결과가 전고체 배터리"라며 "최고사양 전기차 시장 공략을 목표로 하고 있다"고 밝혔다. 전고체 배터리는 액체인 전해질을 고체로 변경하면서 분리막이 설계 구조에서 빠지는 등 기존 리튬이온 배터리보다 부피, 무게 측면에서 유리하다. 삼성SDI는 오는 2027년까지 전기차용으로 전고체 배터리를 450Wh/kg 수준으로 개발하겠다는 방침이다. 삼성SDI는 전고체 배터리 샘플을 고객사들에 제출해 품질 평가를 받고 있다. 고 부사장은 일반적으로 배터리가 130도 이상부터 전압이 떨어지는 반면, 전고체 배터리는 170~180도부터 성능 하락이 나타났다고 밝혔다. 고 부사장은 "현재 샘플은 파우치 형태인데, 이를 각형으로 바꿔달라는 고객 요구가 많고 이렇게 바꾼다고 하면 성능이 더 개선될 수 있다"며 "170~180도에서 파우치 외장재가 녹아 문제가 발생한 것이기 때문"이라고 설명했다. 고 부사장에 따르면 회사는 전고체 배터리를 각형으로 양산할지 검토 중이다. 향후 배터리 공법을 확정하면, 양산 능력을 갖춘 '마더라인'으로 전고체 배터리를 양산한다는 계획이다. 고 부사장은 "전고체 배터리 탑재 전기차가 내연차보다 우수한 경험을 제공함에 따라 전기차의 대중화를 이끌어내기 위해선 시장 혁신에 도전할 OEM이 필요하다"며 "당초 전고체 샘플을 OEM 세 곳에 제출했는데, 인터배터리 이후 샘플을 요청한 회사들이 늘어서 활발히 논의 중"이라고 밝혔다. 이어 "연구 개발 조직이 전고체 배터리 상용화 팀으로 소속이 옮겨졌는데, 많은 의미를 담고 있다"며 "2027년이라는 양산 목표 시점에 대해 저희는 의심을 해본 적이 없다"고 덧붙였다. 공급망 준비 상황에 대해선 "우리나라 위주로 구축해 해외 의존도 낮추려고 노력하는 상황"이라고 언급했다.

2024.03.25 15:33김윤희

전기차 시장 성장했지만…작년 4대 소재 시장 17% 역성장

작년 전기차 시장은 하반기 수요 둔화에도 불구하고 30% 이상의 성장세를 보였으나, LIB 소재 업체들은 역성장을 기록했다. 배터리 판가와 리튬·메탈가 하락 때문이다. 15일 SNE리서치에 따르면 2023년 전기차 판매 대수는 1천407만대로 33.5% 성장했으며, 전기차 배터리 사용량도 503GWh에서 698GWh로 38.8% 증가했다. 2021년 109%, 2022년의 57% 성장에 비해서는 수요 둔화와 고금리로 인한 경기 침체 및 '캐즘'(침투율 16% 부근에서 나타나는 일시적 수요 둔화) 현상으로 인해 큰 폭 하락하였지만, 그럼에도 불구하고 작년 30%대의 성장세를 보였다. 그러나 반면에 배터리 판가는 13%가량 떨어졌으며, 양극재를 비롯한 4대 소재 시장도 17% 가까이 떨어지며 소재 업계는 작년 하반기에 수익률이 크게 감소했다. 특히 배터리 가격 하락세에 비해서 소재 가격과 메탈·원자재 하락 폭이 더욱 두드러져 대부분의 소재 업체들이 작년 하반기 역성장을 기록하며 어려움을 겪었다. 올해 상반기까지도 재고물량 확대와 시장성장 둔화 추이 지속으로 고전이 예상된다. 전기차와 배터리 시장 성장과 더불어 동반 성장을 기대했던 소재 업체들로서는 2020년 코로나 때 이후 또 한 번 역성장하며 어려움을 겪고 있으며, 이를 회복하기 위해서 올해는 원가절감과 수익성 회복과 더불어 중국의 저가 공세에 맞서 기술력 확보도 해야하는 두마리 토끼를 모두 잡아야만 하는 과제를 안고 있다. SNE리서치는 국내 업체들은 중국에 대한 원재료 의존도를 탈피하기 위해 공급처 다변화와 자체 내재화 비율 확대, M&A와 기술 MOU를 통한 기술 격차 확보 및 신규 차세대 기술 선점 개발 등으로 제품 경쟁력으로 위기를 돌파해야 치열한 생존경쟁에서 살아남을 수 있을 것으로 관측했다. 최근 배터리 핵심 원료인 리튬·니켈 가격이 바닥을 찍고 한달 가까이 오름세를 보인 것은 소재 업체들의 실적 회복을 기대하게 한다. 한국 배터리3사의 생산설비 투자 기조도 유지될 것으로 보여 소재 업체들의 판매물량 확보에도 숨통이 트일 것으로 예상된다. SNE리서치는 오는 21일일부터 26일까지 4일간 한국과학기술회관에서 개최되는 '제7회 NGBS2024 & 제1회 NGBS 튜토리얼 2024' 세미나에서 위와 같은 전기차와 배터리 시장과 4대 소재 시장의 주요 이슈와 차세대 소재 기술 동향을 다룬다.

2024.03.15 15:22류은주

"美 정부, 최대 리튬광산 개발 기업에 20억 달러 대출 계획"

미국 바이든 행정부가 미국 최대 리튬 광산을 개발 중인 리튬아메리카스에 20억 달러 이상 대출을 지원할 계획이라고 블룸버그가 소식통을 인용해 13일(현지시간) 보도했다. 대출 지원은 이르면 14일 발표될 수 있다고 관측했다. 리튬아메리카스는 지난해 미국 네바다주에 위치한 '태커 패스' 광산 채굴 프로젝트를 착공했다. 오는 2026년 첫 생산을 목표로 하고 있으며, 향후 증설을 거쳐 탄산리튬을 연간 8만톤까지 생산하게 될 것으로 전망되고 있다. 소식통은 정부 대출 자금이 이 프로젝트에 투입될 것이라고 했다. 이번 소식은 미국 정부가 주요 광물에 대한 공급망 내재화를 추진하는 상황에서 보도됐다. 제니퍼 그랜홀름 미국 에너지부 장관은 이날 진행된 '세이프 서밋 2024'에서 미국 인플레이션감축법(IRA) 영향을 받아 국내 리튬 생산량이 13배 증가할 것으로 예상되지만, 중요 광물의 65%는 중국에서 가공되고 있다고 지적했다. 미국 에너지부와 리튬아메리카스는 이번 보도에 논평하지 않았다.

2024.03.14 10:40김윤희

정부, '전고체' 등 차세대 배터리 R&D 추진

정부가 전고체 배터리와 리튬메탈 및 리튬황 배터리 등 3가지의 유망 배터리 개발에 오는 2028년까지 1천172억원을 투입할 계획이다. 지난해 보급형 제품인 리튬인산철(LFP) 배터리 기술개발 사업을 추진한 데 이어 차세대 배터리로 R&D 영역이 확대되는 것이다. 산업통상자원부는 안덕근 장관이 11일 민관합동 배터리 얼라이언스에 참석해 올해 핵심 과제들을 점검하고 향후 대응 방향을 논의했다고 밝혔다. 이 자리에서 배터리 3사 등은 민‧관 합동 차세대 기술개발 사업의 필요성에 공감하고 참여 의사를 밝혔다. ■"화재 예방&무게 혁신"…전고체·리튬메탈·리튬황 배터리 R&D 하반기 착수 리튬이온전지의 에너지 밀도 한계치는 킬로당 350와트시 수준으로 평가된다. 현재 킬로당 300와트시 수준 배터리가 상용화되고 있어 기술적 한계에 도달하고 있다는 게 정부 분석이다. 이런 한계를 극복할 차세대 배터리 기술이 향후 시장을 선도할 것이란 전망이다. 현재 개발되는 차세대 배터리들은 사용하는 소재와 공법에 따라 다양한 조합이 가능해 개별 기업이 모든 필요 기술을 개발하고 적정한 기술 포트폴리오를 확보하기 어렵다. 이에 정부 과제로 유망 기술 3개 분야에 대한 개발 사업이 추진된다. 전고체 배터리는 고체 전해질을 이용해 화재 발생 가능성을 획기적으로 줄여 '꿈의 배터리'라 불리고 있으며 전기차를 비롯 많은 분야에 활용 가능하다. 리튬메탈 배터리는 음극소재에 흑연 대신 리튬메탈을 사용해 에너지 밀도와 수명 개선이 기대된다. 특히 흑연을 사용하지 않아 공급망 안정화를 기대할 수 있다. 리튬황 배터리는 양극소재에 리튬이 아닌 황을 사용해 기존 배터리보다 가볍다. 때문에 도심항공교통(UAM) 등 기체의 무게가 중요한 도심항공용으로 적합할 것으로 전망된다. 정부는 차세대 배터리 개발 사업 과제를 다음달 공고한 뒤 상반기 중 평가를 거쳐 하반기부터 사업에 착수할 방침이다. ■보급형 R&D 지원 사업 LFP 이어 나트륨 배터리로도 확대 이날 얼라이언스에서는 차세대 배터리 외에도 올해 민‧관이 함께 추진할 다양한 주제들이 논의됐다. 보급형 배터리 개발을 위해 배터리 3사와 에코프로, 엘앤에프 등은 LFP 제품 관련 투자를 진행 중이다. 산업부는 지난해 LFP 배터리에 이어 올해 나트륨 배터리 기술 개발 사업도 추진해 민간의 기술 확보를 지원할 계획이다. 나트륨 배터리는 에너지 밀도는 낮지만, 가격이 저렴하고 수명이 길어 보급형 시장에서 주목받고 있다. 정부는 올해 나트륨 배터리 핵심 소제와 셀 제조 기술 개발 사업에 착수해 오는 2027년까지 282억원을 지원할 계획이다. 우리나라 배터리 기업들은 올해 총 9조원 이상의 자금을 설비와 연구개발(R&D)에 투자할 예정이다. 이 중 설비 투자에 총 7조 1천억원이 투입될 예정이다. 주요 설비로는 차세대 배터리 파일럿 라인, 4680 원통형 배터리 생산라인, LFP 양극재 생산라인, 흑연 가공 등 음극재 생산라인 등이 있다. 정부는 기업들의 국내 투자 지원 정책으로 인·허가 신속 처리를 위한 패스트트랙을 운영한다. 전력ˑ용수ˑ폐수ˑ도로 등 4대 인프라를 중심으로 지원 규모를 확대하고, 지원 가능 인프라를 확대하기 위해 고시 개정을 추진한다. 금융 지원 측면에선 산업은행, 기업은행, 신용보증기금 등이 올해 5조 9천억원 규모 정책금융을 공급할 예정이다. 안덕근 장관은 올해 민‧관이 함께 풀어야 할 과제로 ▲차세대 배터리 기술개발 ▲보급형 제품 개발 ▲인플레이션 감축법(IRA) 등 통상현안 대응 ▲국내 투자를 통한 공급망 자립화 ▲배터리 전주기 순환체계 구축 등 5대 과제를 제안했다. 이런 과제들을 해결하기 위해 이번 얼라이언스를 시작으로 민‧관 소통과 협력을 더욱 강화해나가겠다고 밝혔다.

2024.03.11 14:00김윤희

에코프로, 올해 이차전지 소재에 1.2조원 투자

에코프로가 폐배터리 재활용부터 전구체와 수산화리튬 제조, 양극재 생산까지 이차 전지 생태계 조성을 위해 대규모 투자에 나선다. 에코프로는 10일 올해 포항캠퍼스를 중심으로 국내에만 약 1조2천억원 투자를 단행한다고 밝혔다. 구체적으로 ▲전구체 공장 증설에 6천900억원 ▲양극재 공장 증설에 3천200억원 ▲수산화리튬 공장 증설에 1600억원 ▲산업용가스 생산에 100억원을 투입하는 등 올해 총 1조1천800억원 가량을 투자할 계획이다. 에코프로는 이번 투자를 통해 올 상반기 중 에코프로이엠 하이니켈 양극재(NCA) 생산공장 CAM8, 에코프로이노베이션 수산화리튬 생산공장 LHM2 공사를 마무리할 예정이다. 에코프로머티리얼즈 CPM과 RMP 3, 4 공장을 각각 건설한다. CPM은 전구체 공장이며 RMP는 전구체 공정 전단계인 황산화 공정이다. 니켈 코발트 망간 원료를 수입해 황산화 공정을 거쳐 전구체가 완성된다. 포항 4캠퍼스 구축이 완료되면 포항캠퍼스는 양극재 27만톤, 전구체 11만톤, 수산화리튬 2만6톤을 생산하는 대규모 이차전지 산업단지로 발돋움한다. 포항캠퍼스에서 생산되는 양극재 27만톤은 전기차 약 300만대를 생산할 수 있는 양이다. 에코프로가 지난 2020년부터 조성을 시작한 포항캠퍼스는 총 4개 사이트로 구성돼 있는데 올해 투자금액을 포함해 포항캠퍼스에 투입되는 총 투자액은 5조5천억원에 이른다. 포항1캠퍼스에는 양극재를 생산하는 에코프로비엠이 입주해 있고 포항 2캠퍼스에는 전구체 원료 및 제품을 생산하는 에코프로머티리얼즈가 입주해 있다. 복합단지인 포항 3캠퍼스는 에코프로이엠(양극재), 에코프로이노베이션(수산화리튬), 에코프로씨엔지(폐배터리 재활용), 에코프로에이피(산소가스)가 입주해 있다. 포항캠퍼스는 포항 영일만일반산업단지 내 전체 부지 약 51만3천975㎡ 규모로 조성된 국내 최대 규모 이차전지 양극소재 집적단지다. 폐배터리 재활용부터 양극재 생산에 이르는 이차전지 공정을 하나의 단지에 구현한 '클로즈드 루프 에코 시스템'을 구축해 국내외 다양한 기업의 벤치마킹 사례로 자리잡고 있다. 에코프로의 대규모 투자로 지역의 신규 일자리도 늘고 있다. 에코프로에 따르면 2월 현재 포항1∙2∙3캠퍼스에서 근무하는 임직원은 2천200여 명으로 에코프로 전체 근무인원(3천500여 명)의 63%에 달한다. 내년부터 4캠퍼스가 본격 가동되면 현지 인력 규모도 3천명에 육박할 것으로 전망된다.

2024.03.10 09:47류은주

김제영 CTO "韓 배터리 역사=LG엔솔이 걸어온 길"

"LG에너지솔루션은 지난 30년 간 패스파인더(선구자)에서 퍼스트무버, 그리고 리딩 기업으로 성장해왔습니다. 이제는 글로벌 QCD(퀄리티·코스트·딜리버리)에서 1등이 되고자 합니다." 김제영 LG에너지솔루션 최고기술책임자(CTO)는 7일 '인터배터리 2024' 콘퍼런스에서 기조연설을 통해 배터리 기술력에 대한 남다른 자부심을 보였다. 김 CTO는 "지금까지 LG에너지솔루션이 걸어온 길이 한국 리튬이온전지(LiB)가 걸어온 길이라고 확신한다"라며 "리튬이온전지와 관련한 특허만 4만건 이상을 보유하고 있으며, 경쟁사 수치는 언급하지 못하지만 월등히 많다"고 말했다. 그는 LG에너지솔루션이 주력하는 파우치형 배터리가 다른 폼팩터 대비 경쟁력이 있다는 점도 강조했다. LG에너지솔루션은 파우치와 원통형 배터리를 생산하고 있다. 김 CTO는 "파우치형은 배터리 에너지 밀도를 높이기 위해 스태킹(쌓아올리는) 공정을 하는데, 자유로운 디자인 형태가 가능하니까 다음 세대 배터리 케미스트리(화학 구성) 수용하기에 굉장히 적합한 형태"라며 "배터리 충방전 시 발생하는 가스를 줄이는 데도 파우치가 유리하다"고 설명했다. 이어 그는 "차세대 배터리로 꼽히는 전고체 배터리에서 계면의 저항을 줄이기 위해 중요한 기술이 바로 '가압'이라며 "3가지 폼팩터 중에서는 파우치가 가장 균일하게 가압을 할 수 있다"고 부연했다. LG에너지솔루션이 현재 주력하는 것은 고전압 미드니켈 NCM에 대해서도 언급했다. 그는 "경쟁사 와인딩에 비해 경쟁력이 있다"며 "단일 면적에 많은 파우치셀을 쌓기에는 스태킹이 유리하며, 에너지 밀도를 올릴 수 있고 성능과 확장성 측면에서도 스태킹 파우치가 훨씬 더 유리하다"고 강조했다. LG에너지솔루션은 미드니켈 NCM관련 특허만 2천건을 넘게 보유 중이다. LG에너지솔루션은 차세대 배터리로 '리튬황배터리'과 '전고체배터리'를 꼽았다. 김 CTO는 "리튬황배터리는 2027년, 전고체배터리는 2030년 양산을 할 예정"이라고 밝히며 "전일 김동명 사장이 언급했듯이 전고체 배터리는 제대로 연구하고 개발하고자 하는 니즈가 있어 경쟁사보다 양산이 조금 더 늦다"고 말했다. 이어 "전고체 전해질의 핵심은 이종의 고체 간 리튬이온 전달을 어떻게 저항을 줄이면서 하는 것"이라며 "이와 관련해 연구하기 위해 미국과 유럽 등 국내외 다양한 연구기관과 협력하는 오픈이노베이션을 많이 활용하고 있다"고 덧붙였다. 그는 마지막으로 중국 경쟁업체들의 배터리 굴기를 이겨내고 성장하기 위해서는 국내 배터리 업계와의 협력도 중요하다고 운을 뗐다. 김 CTO는 "경쟁사들의 도전을 이겨내기 위해서는 배터리 3사뿐 아니라 소재 업체가 걸어가는 길이 이제 세계 배터리 인더스트리가 가는 길이 되도록 리딩해야 한다고 생각한다"고 말했다.

2024.03.07 14:10류은주

중저가 배터리 공세에 한·중 패권 경쟁 가속화

·'매년 세 자릿수 이상의 성장률을 기록하던 전기차 시장이 정체기에 접어들면서 성장통을 의미하는 '캐즘(Chasm)'에 빠졌다는 진단이 나온다. 아직은 사용성과 가격 측면에서 내연차를 대체할 경쟁력을 갖추지 못한 점이 원인으로 꼽힌다. 지디넷코리아가 전기차와 배터리 업계가 전기차 대중화를 이루기 위해 어떤 대응 전략을 준비하는지 살펴보고자 한다. [편집자주] 글로벌 배터리 시장에서 한·중 패권 경쟁이 한창이다. 중국 내수 시장에서 입지를 다진현지 기업들이 시행착오를 통해 기술력을 높이고 글로벌 진출에 집중하면서 세(勢)를 불려나가고 있기 때문이다. 급기야 지난해 국내 기업들이 이들에게 점유율을 내주는 역전 상황이 눈에 띄게 두드러졌다. 전방 산업인 전기차 보급이 둔화되자, 비싼 초기 진입 비용을 낮출 수 있는 값싼 중국산 중저가 배터리로 수요가 집중된 탓이다. 중국 배터리 기업들의 경쟁력은 바로 리튬인산철(LFP) 배터리이다. 현재 국내 배터리 업체들은 LFP 배터리를 생산하고 있지 않다. '못' 하는 게 아니라 '안' 한다는 입장이었다. 개발도 쉽고 가격도 저렴하지만 성능 한계가 뚜렷하다는 이유에서였다. 전기차 고도화 과정에서 주행 거리가 중요한 화두였던 만큼 이를 뒷받침할 이른반 삼원계 배터리인 니켈·코발트·망간(NCM) 배터리가 시장 경쟁력을 갖을 것이란 판단이었다. 그러나 이런 판단은 부메랑으로 돌아왔다. LFP 배터리 가격은 국내 배터리사의 주력 제품인 NCM 배터리 대비 30%까지 저렴하다는 게 일반적인 평가다. 원자재 시세에 따라 배터리 가격이 가변적이라 이 수치가 정밀하진 않다. 그럼에도 가격 경쟁력이 확실해 전기차 제조기업들이 보급형 모델에 LFP 배터리를 도입할 충분한 이유가 됐다. 원자재인 광물 시세마저 지속 하락해 배터리 판가 하락을 부추겼고, 결과적으로 고성능 NCM 제품에 집중한 국내 배터리사들이 중국 기업에 시장 점유율을 내어주게 됐다. 이런 시장 흐름은 당분간 바뀌기 어려울 것으로 보인다. 광물 가격은 작년만큼 추가 하락이 크지 않을 것이라는 게 대체적인 전망이지만, 중국 기업들이 LFP 배터리 가격을 더욱 낮추겠다고 밝힌 상황이다. 또한 배터리 밀도를 높여 주행거리도 늘려가고 있다. 국내 기업들도 생산 시설을 갖추는 대로 LFP 배터리 공급에 나설 예정이지만, 중저가 경쟁에서 조건이 유리한 중국과 경쟁하기 쉽지 않을 전망이다. '전기차 초기 진입 시 만만한 가격이 우선'…원가 절감 추세에 'LFP' 대약진 전기차를 만드는 제조기업 입장에선 배터리 비용을 절감하는 것이 가격 경쟁력을 높이는 가장 주효한 방안이다. 전기차 원가의 약 40%를 배터리가 차지하기 때문이다. 테슬라의 경우 보급형 라인 '스탠다드' 전체 모델에 LFP 배터리를 탑재했다. 중국에서 판매되는 모델3는 LFP 배터리를 탑재해 이전보다 가격을 8% 가량 낮춰 출시하기도 했다. 몇 년 전만 해도 전기차 시장에서 LFP 배터리 점유율은 10% 대였다. 그러나 보급형 모델을 마련하기 위한 전기차 업체들의 잇따른 채택에 점유율이 40%까지 오를 것으로 예상된다. 대외경제정책연구원은 오는 2030년 LFP 배터리 점유율이 이같이 성장할 것으로 전망한 바 있다. LFP 배터리 확산은 세계 시장에서 국내 기업들의 입지 축소와 시장 지배력 약화를 야기했다. 배터리 전문 시장조사기업 SNE리서치에 따르면 지난해 전기차 배터리 사용량 중 LG에너지솔루션, 삼성SDI, SK온 등 국내 배터리 3사의 점유율은 전년 대비 1.6%포인트 하락해 23.1%로 집계됐다. 반면 순위권 중 중국 기업인 CATL, BYD, CALB, 궈쉬안, EVE, 선와다 등의 시장 점유율은 63.5%로, 전년 59.6%보다 3.9%포인트 올랐다. 중국 기업들이 내수 시장에 상당량을 공급하는 점을 감안하더라도 국내 기업과 중국 기업의 추이가 달랐다는 점이 눈길을 끈다. 국내 기업의 점유율은 2021년 이후 지속 하락해왔다. 전기차 수요가 둔화되면서 재고가 늘고, 이에 따른 광물 가격 하락세도 가팔랐다. 주요 광물인 리튬, 니켈 등은 1년새 가격이 각각 70%, 50% 가량 하락했다. 광물 가격 변동분에 연동되는 배터리 판가도 지속 하락할 수밖에 없었다. 가격 더 낮추겠다는 中…韓 LFP·원통형·전고체 등 포트폴리오 다각화하고 기술 초격차 집중해야 중국 기업으로선 성장세가 예상되는 LFP 배터리 시장 주도권 사수를 위해 더욱 고삐를 죌 것으로 전망된다. 그러나 최근 들어 중국 전기차 산업의 덤핑 문제와 관련 이를 견제하는 국제 무역 제재도 강화되는 상황이다. 중국 기업들은 입지 확대를 위해 최대 강점인 가격 경쟁력 강화 외에 배터리 성능 개선에도 주력하고 있다. 업계에 따르면 CATL, BYD 등 중국 기업들은 올해 LFP 배터리 가격을 더 인하할 계획이다. 이들 업체들의 LFP 배터리 셀 가격은 지난해 초 기준 와트시(Wh) 당 0.8~0.9 위안 수준이었는데, 최근 0.5 위안 선까지 떨어졌다. CATL은 최근 Wh당 0.4 위안 이하의 가격으로 LFP 배터리 셀을 전기차 기업에 공급하기로 한 것으로 알려졌다. BYD는 전사적으로 배터리 생산 단가를 낮출 방안을 모색하라고 공지한 것으로 전해졌다. 중국 업체들은 LFP 배터리에 망간을 더해 에너지 밀도가 약 20% 높고, 저온 및 고온에 더 강한 리튬망간인산철(LMFP) 배터리 양산도 준비하고 있다. 전기차 시장에서 LFP 배터리가 대세화되면서 국내 배터리 3사도 LFP 배터리 생산 계획을 발표했지만, 본격적인 양산은 이르면 2025년말이나 2026년께나 가능해 당분간 중국 기업들의 LFP 배터리 공세에 대항할 방안이 마땅치 않다. 그럼에도 완성차 제조사와 시장에서 요구하는 LFP, 원통형을 비롯해 차세대 전고체 배터리 등 다양한 제품 포트폴리오를 갖추기 위해 기술 개발에 집중하고 격차를 벌여나가야 한다는 지적이 높다. 국내 배터리 업계 관계자는 “프리미엄 전기차 모델에는 고성능 배터리가 탑재되겠지만 경쟁력 있는 가격이 부각돼야 하는 보급형 모델에는 저렴한 중저가 배터리가 탑재돼야 소비자에게 가격 메리트가 있다”며 “고성능 배터리 개발도 지속하고 있지만 배터리 포트폴리오를 다양화해 고객사 수요 전반에 대응해야 한다”고 말했다. 이 관계자는 “LFP 등 중저가 배터리 제품의 경우 중국이 먼저 진출한 시장이고, 더 경쟁력 있는 가격을 형성하긴 쉽지 않을 것”이라며 “양질의 제품을 개발해 기술력과 제조 경쟁력 측면에서 우위를 확보해야 할 것”이라고 덧붙였다.

2024.02.28 16:45김윤희

글로벌 R&D 범부처 컨트롤타워 출범

정부가 국가 R&D 체제개편 차원에서 강력하게 드라이브 걸어온 글로벌 R&D의 범부처 컨트롤타워가 가동에 들어갔다. 과학기술정보통신부(장관 이종호, 이하 '과기정통부')는 국가과학기술자문회의 산하에 글로벌 R&D 특별위원회(이하 '글로벌 특위')를 신설하고, 27일 제1차 회의를 개최했다. '글로벌 특위'는 ▲글로벌 R&D 정책·사업의 종합·조정 ▲글로벌 R&D 전략 고도화 ▲체계적인 사업 운영·관리 등에 대한 범부처 컨트롤타워로서의 역할을 수행한다. '글로벌 특위' 위원장은 과학기술혁신본부장이 맡았다. 국제공동연구 활성화 및 전략적인 투자·협력을 위해 과기정통부, 기재부, 외교부, 산업부, 복지부 등 관련 주요부처 실장급 6명이 정부위원으로 참여했다. 이와 함께 산·학·연 전문가 16명이 민간위원으로 참여했다. 민간위원 절반이 학계…연구 전문가 5명 참여 학계에서는 △주경선 미 코네티컷주립대 교수(고에너지 핵물리학) △조규진 서울대 교수(로봇공학) △이종일 한국뉴욕주립대 교수(국제 정책) △엄지용 KAIST 교수(탄소중립) △전석우 고려대 교수(나노·소재응용 및 연구행정) △남좌민 서울대 교수(나노과학) △민상기 미 위스콘신대 교수(국제협력) △차미영 KAIST 교수(빅데이터 및 AI) 등 8명이다. 연구계에서 △유정하 독 막스플랑크연구소 책임연구원(핵융합) △김유수 일 이화학연구소 주임연구원(화학공학)은 △손지원 한국과학기술연구원 기술정책연구소장(재료공학 및 국제협력) △이승구 한국생명공학연구원 합성생물학연구소장(합성생물학 및 국제협력) △박호식 한국화학연구원 연구전략본부장(소재 및 탄소) 등 5명이다. 산업계에서는 △최치호 한국과학기술지주(주) 대표(기술사업화) △이홍락 LG AI연구원 최고AI과학자(AI) △황윤일 CJ제일제당 CJ 아메리카 대표 및 R&D 대외협력 총괄(R&D 전략 및 협력) 등 3명이다. 이번 1차 회의에서는 2건의 심의(글로벌 R&D 특별위원회 운영방안 및 운영세칙(안), 글로벌 R&D 전략지도(안) - 이차전지, 수소공급, 무탄소신전원, CCUS 분야)와 2건의 보고(글로벌 R&D 추진전략 및 이행계획, 국가연구개발사업 국제공동연구 매뉴얼(안))가 진행됐다. 이차전지 분야 글로벌 기술수준 세계 정상급 특히, 이날 세 번 째로 보고된 글로벌 R&D 전략지도에 따르면 우리나라 기술 수준이 이차전지 분야에서는 리튬이온 전지 및 핵심소재와 이차전지 모듈·시스템이 각각 세계 1위, 차세대 이차전지 소재·셀 4위, 이차전지 재사용·재활용 2위인 것으로 파악됐다. 수소 공급 분야는 수소 생산 4위, 수소 저장·운송 5위, 해외 수소 저장·운송 9위 등으로 나타났다. 무탄소 신전원 분야에서는 발전용 수소 연료전지 3위, 수소 혼소·전소 3위, 암모니아 혼소 5위로 조사됐다. 탄소 포집·활용·저장(CCUS) 분야에서는 탄소 포집 6위, 탄소 저장 22위, 탄소 활용 8위였다. 류광준 과학기술혁신본부장은 “최근 국가 간 기술협력이 중요해지고 이에 따라 정부 예산도 대폭 확대한 만큼 글로벌 R&D의 활성화와 체계적인 전략 수립이 필요한 중요한 시기”라며 “세계를 선도하는 과학기술 강국으로 도약하는 계기가 될 것”으로 기대했다.

2024.02.28 01:04박희범

메탈 가격 바닥 찍었나…리튬·니켈 공급 축소 움직임

리튬, 니켈 등 배터리 핵심 재료로 쓰이는 메탈 가격이 바닥을 찍었다는 관측이 나온다. 그 동안 주요 전방산업인 전기차 시장 수요가 줄면서 가격이 하락했고, 그만큼 수익성이 하락하면서 생산업체들이 공급량을 줄이고 있다는 것이다. 26일 한국자원정보서비스(KOMIS)에 따르면 리튬 가격은 지난해 하반기 들어 지속 하락해 지난달 kg당 86.5위안까지 떨어진 뒤, 이달 들어 88위안으로 소폭 반등한 가격을 유지하고 있다. 니켈의 경우 지난해 초부터 가격 하락세가 이어져왔다. 이달 초 가격이 톤당 1만5천620달러 수준까지 떨어졌다가 이후 반등세가 나타나 지난 23일 기준 1만7천 달러 대로 거래되고 있다. ■단가 하락에 채광 수익성 하락…中에서도 감축 조짐 반 년 이상 지속된 메탈 가격 하락이 진정되는 기미를 보이자 향후 지속적으로 반등할지 관심이 쏠리고 있다. 일단 공급 단에선 생산 감축 움직임이 잇따르고 있다. 최진영 대신증권 연구원은 지난 23일 관련 보고서를 내고 탄산리튬 현물 가격 하락세가 진정되고 있다며, 공급 업체 중 비용 구조가 취약한 곳들이 흔들리고 있는 점을 주 배경으로 짚었다. 최 연구원은 “여러 공급원 중 스포듀민을 통한 탄산리튬 생산 비용이 톤당 8.3~11만 위안으로 비용 구조가 가장 취약하다”며 “지금까지 나온 감산 소식 대부분은 스포듀민 채굴 기업이라 봐도 무방하다”고 지적했다. 공급 감축 사례로는 지난 1월 코어리튬의 그랜츠 노천 광산 채굴 작업 중단, IGO의 그린부쉬 리튬 광산 생산 가이던스 10만톤 감산, 피에몬트리튬의 가나 소재 리튬 프로젝트 축소 및 27% 감원 결정 등을 예로 들었다. 특히 그 동안 공급 과잉을 불러온 중국 내부에서도 생산량을 감축하고 있다는 점에 주목했다. 펑파이신문을 인용해 중국 배터리사 CATL이 춘절 연휴 이후에도 이춘 소재 리튬 광산 채굴 작업을 재개하지 않고 있다고 보도한 점을 언급했다. 보도에 따르면 내부 소식통은 톤당 10만 위안 가격 선이 붕괴된 뒤 감산이 본격화됐고 이런 추세가 지속될 전망이라고 전했다. 최 연구원은 "당장 가격의 회복을 말하기에는 이른 시점"이라면서도 "5만톤 이상의 재고(중국) 부담이 장기화될수록 가격은 이들 기업들의 이익마저 훼손할 것이며 이는 본격적인 감산을 야기할 수밖에 없다"고 분석했다. ■'니켈 생산 3위' 러시아 무역 제재 확대 양상 공급 단에서 직접적 감축 외 국제 외교적 긴장에 따른 공급 감소 전망도 제기되면서 광물 가격 하락을 저지하고 있다. 미국은 러시아 반체제 인물인 알렉세이 니발니가 사망한 뒤, 지난 23일 러시아 신규 제재를 발표했다. 500여건 이상의 제재와 함께 기업 93곳을 수출통제 대상으로 지정했다. 제재 대상에는 러시아 금 생산 업체 우후랄졸로토 등 광물 생산 업체들도 일부 포함됐다. 같은날 유럽연합(EU)도 제13차 러시아 제재를 발표했다. 개인 106명과 법인 및 기관 88곳 등을 제재 대상으로 지정했다. 러시아는 니켈 주요 생산국 중 하나로, 향후 러시아산 광물 공급에 차질이 생길 것으로 예상되는 부분이다. 실제 미국의 러시아 신규 제재 발표 이후 런던금속거래소 기준 니켈과 알루미늄 가격이 둘다 1% 이상 오른 것으로 조사됐다.

2024.02.26 15:23김윤희

"흑연 대체할 실리콘 음극재 시장, 10년뒤 8조원 규모 성장"

실리콘 음극재 시장이 연평균 39%의 성장률을 올리며 2035년 66억달러(약 8조8천억원) 규모로 성장할 것이라는 전망이 나왔다. 실리콘 음극재는 리튬이차전지에서 흑연을 대체할 차세대 음극재로 주목받는 소재다. 시장조사업체 SNE리서치 '2024 리튬이온전지 실리콘음극(Si-Anode) 기술현황 및 전망' 리포트에 따르면 리튬이차전지 음극재 시장에서 실리콘 음극재 시장이 차지하는 비중이 2030년 7%, 2035년 10% 수준까지 증가할 전망이다. 실리콘 음극재 사용량은 2030년 15.7만톤, 2035년 28.5만톤 수준까지 늘어날 것으로 보고 있다. 금액 기준으로는 2023년 6억달러(약 9천억원)에서 2025년 19억달러(약 2조5천억원), 2030년 43억달러(약 5조7천억원), 2035년에는 66억달러(약 8조8천억원)까지 증가할 것으로 예상됐다. 지난해 실리콘 음극재 시장은 약 1만여톤으로 전체 음극재 시장 103.4만톤의 1% 정도를 차지하는데 그쳤다. 최근 전기차·ESS 시장이 저가 전기차·배터리 경쟁이 치열해지며, 음극 소재도 저가 흑연이 강세를 보여 실리콘 음극재 사용은 다소 주춤했다. 하지만 향후 전기차 주행거리를 획기적으로 늘리고 급속충전 성능을 향상시키고자 하는 완성차 업체와 배터리 업체의 요구와 맞물리면서 실리콘 음극재 시장을 차지하기 위한 경쟁은 올해부터 본격화할 전망이다. 업계에 따르면 SK·LG·포스코·롯데 등 배터리업계 국내 주요 사들은 실리콘 음극재 소재를 개발하고 조만간 양산에 나선다. 그 밖에 중국 업체 및 유럽과 미국의 스타트업 업체들도 증가해 70여개 이상으로 늘어났으며, 기존 흑연 음극재 빅3인 중국 BTR, 샨샨, 지첸(푸라타이) 등도 실리콘계 음극재 개발과 양산을 준비하고 있다. 글로벌 음극재 Kg당 가격은 2020년 천연흑연이 6.4달러, 인조흑연이 8.0달러 그리고 Si계 음극재가 70.0달러 수준이다. 2023년 기준 천연흑연은 5.8달러, 인조흑연은 4.8달러, Si계 음극재 SiOx(t실리콘산화물계)는 50~60달러 수준으로 떨어지고 있다. 실리콘계 음극재는 수요 확대와 생산성 개선이 기대되며 큰 폭의 가격 개선이 있을 것으로 보이고, 향후 지속적인 가격 하락으로 2030년 기준 kg당 27달러 수준까지 떨어질 것으로 전망된다. 실리콘 음극재는 기존 흑연 음극재 대비 배터리 에너지밀도를 4~10배 높일 수 있고, 충전시간을 대폭 단축시킬 수 있다. 실리콘 특유의 부풀어 오르는 성질을 잘 통제하고, 단가를 낮출 수 있다면, 이차전지의 성능을 한 단계 더 업그레이드 시킬 수 있는 소재가 될 것으로 기대를 모으는 중이다. SNE리서치는 현재는 실리콘 소재 스웰링 특성 상 흑연에 5~10% 정도 소량의 실리콘 소재를 첨가하는 방식이 주로 적용되고 있으나, 이러한 단점을 보완해 중장기적으로는 실리콘 재료를 10%이상 확대하고 궁극적으로는 테슬라에서도 개발적용을 발표한 퓨어실리콘(실리콘 100%)을 개발하는 방향으로 연구를 진행할 것으로 예상했다.

2024.02.23 09:44류은주

에너지연, 세계 최고 효율 차세대 태양전지 개발

국내 연구진이 반투명 페로브스카이트 태양전지로 세계 최고 효율을 달성했다. 한국에너지기술연구원(이하 '에너지연') 태양광연구단(연구책임자 안세진 박사)은 건물 창문이나 탠덤 태양전지에 적용할 수 있는 반투명 페로브스카이트 태양전지의 안정성과 효율을 크게 개선하는데 성공했다고 21일 밝혔다. 이 태양전지 효율은 세계 최고 수준인 21.68%를 기록했다. 240시간 이상의 작동에도 초기 효율 대비 99% 이상의 효율을 유지 한다는 것이 연구진의 설명이다. 탠덤 태양전지는 실리콘 태양전지에 산화광물의 일종인 페로브스카이트를 결합한 복합전지다. 수분이나 열에 강한 장점이 있다. 안세진 박사는 “한화큐셀이 탠덤 전지를 오는 2026년까지 상용화할 계획으로 알고 있다”며 “지금은 축구의 전반전에 해당하지만, 우리도 그 때까지는 어느 정도 기술 개발이 마무리될 것으로 예상한다”고 말했다. 연구진은 반투명 페로브스카이트 태양전지 제작에서 발생하는 전하 이동성과 안정성 저하의 원인을 규명하기 위해 전기광학적 분석과 원자단위 계산과학을 활용했다. 연구진은 태양전지에 빛을 비출 때 고에너지 입자가 발생해 전하의 일종인 정공의 수송층 효율을 떨어뜨리는 문제를 해결하고, 원리도 규명했다. 특히, 전기 전도도 향상을 위해 전지에 첨가하는 리튬이온이 리튬산화물(LixOy)로 변환되면서 되레 이 산화물이 리튬이온 확산을 차단시켜 소자 안정성을 높이는 것을 확인했다. 연구진은 이를 통해 투명전극을 사용하는 페로브스카이트 태양전지 중 세계 최고 효율인 21.68%를 달성했다. 또 400시간의 장기 보관 조건과 240시간 이상의 작동 환경에서도 모두 초기 효율 대비 99% 이상의 효율을 유지하는 것도 확인했다. 또 이 기술을 이용해 후면의 빛도 활용하는 양면수광형 탠덤 태양전지를 국내 최초로 제작했다. 이 전지 제작에는 주성엔지니어링과 독일 율리히 연구소도 일부 지원했다. 안세진 박사는 “양면수광형 전지에서는 전지 후면에서 들어오는 빛이 표준 태양광의 20%인 조건에서 4단자형 31.5%, 2단자형 26.4%의 높은 기대효율을 달성했다”고 설명했다. 안 박사는 이어 “이번에 개발된 전지의 활용성이 크게 확대될 것으로 기대한다”고 덧붙였다. 이 연구결과는 에너지·재료분야 학술지 어드밴스드 에너지 머티리얼즈'(Advanced Energy Materials / IF 27.8) 표지논문(Outside Front Cover)으로 게재됐다.

2024.02.21 15:58박희범

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