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'리튬 배터리'통합검색 결과 입니다. (68건)

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배터리 전극 단순 코팅했더니…전기차 급속충전 500회해도 성능 83.4% 유지

전기차 급속 충전을 1~2년 이상하면 성능이 뚝 떨어지는 문제를 국내 연구진이 음극재에 간단한 코팅만으로 해결했다. 한국전기연구원(KERI)은 전기소재공정연구센터 최정희 박사 연구팀이 한양대 이종원 교수팀, 경희대 박민식 교수팀과 공동으로 500회 급속 충전에도 83.4% 성능을 유지하는 공정 기술을 개발했다고 27일 밝혔다. 연구팀은 현재 500㎃h급 파우치 셀까지 성능을 검증했다. 향후 용량을 늘려 대면적 중대형 전지에도 적용할 계획이다. 이종원 교수는 "전기차 보급을 확대하는 데 가장 큰 걸림돌은 주행거리 향상과 안전성 확보, 급속 충전"이라며 "특히, 급속 충전을 위해 배터리 내부에 들어가는 전극 두께를 두껍게 만들면 열화 현상이 발생해 성능이 뚝 떨어진다"고 말했다. 연구팀은 이들 걸림돌 가운데 열화 문제를 리튬이온전지 음극(-) 극판 표면에 1㎛이하의 아주 작은 '산화알루미늄(Al₂O₃)' 입자를 부분 코팅하는 방법으로 해결했다. 산화알루미늄 장점은 가격이 저렴하다. 우수한 전기 절연성, 내열성, 화학적 안정성, 기계적 특성을 보유하고 있다. 이종원 교수는 "산화알루미늄 입자가 리튬이온전지 음극과 전해질 간 계면을 효과적으로 제어하고, 리튬 이온의 빠른 이동을 유도했다"며 "급속충전 시에도 리튬의 전착(충·방전이 불가능한 비가역적 리튬)을 막고, 리튬이온전지의 안정적인 충·방전 수명을 확보했다"고 설명했다. 이 교수는 "흑연 음극 표면을 처리하기 때문에 가역적인 리튬의 양 감소 없이, 고에너지밀도의 후막 전극에 대해 급속충전을 적용해도 안정적인 성능 구현이 가능하다"고 부연설명했다. 연구팀이 흑연 음극재에 산화알루미늄을 코팅한 뒤 성능을 검증한 결과 고에너지밀도의 음극 전극(4.4 ㎃h/㎠)이 500회 급속충전에도 83.4% 이상 잔류 용량비를 유지했다. 반면 기존 배터리는 용량 유지율이 500회 급속 충전시 55.9%로 떨어진다. 이종원 교수는 "그동안 국내외 연구진들은 열화 문제 해결 방법으로 전극 내부 활물질 소재에 집중해 왔다"며 "우린 간단한 코팅만으로 이문제를 해결하고 우리나라와 미국 특허도 확보했다"고 덧붙였다. 연구는 삼성미래기술육성사업 및 산업부 산업기술혁신사업(전기차 고출력 배터리 및 충전시스템 기술 개발)의 예산을 지원받아 수행했다.

2024.05.27 09:00박희범

LIB 음극재 시장, 10년 후 2.5배…"K-배터리 탈중국 시급"

중국 업체들이 독식중인 세계 리튬이온배터리(LIB) 음극재 시장에서 포스코퓨처엠이 고군분투 중이다. 23일 시장조사업체 SNE리서치 '2024년 리튬이온전지 음극재 기술현황 및 시장전망' 보고서에 따르면 LIB 음극재 시장은 지난해 160만톤(10조원)에서 2035년 390만톤(25조원)으로 성장할 것으로 전망된다. 음극재 시장이 2028~2029년까지 인조흑연(AG)을 중심으로 성장하겠지만, 2030년 이후부터는 현재 1~2% 비중을 차지하는 실리콘(Si) 음극재 비중이 7~10%로 확대할 것으로 관측했다. 현재 음극재 시장에서 중국 업체 점유율은 지난해 92.6%에 달한다. 지난 2021년(87.5%)보다 확대됐다. 그중에서도 BTR, 샨샨, 지첸 빅3 비중이 절반에 육박한다. 출하량 기준 1~9위까지가 모두 중국 업체고 한국의 포스코퓨처엠이 10위를 기록했다. 미국 정부가 최근 인플레이션 감축법(IRA)에 따른 전기차 보조금 지급요건 충족 여부를 판단할 배터리에 사용된 흑연에 대해서는 외국우려기업(FEOC)에서 조달해도 2026년 말까지 문제 삼지 않기로 하고 앞으로 2년간 '중국산 흑연'으로 만든 배터리를 허용했다. 하지만 리튬이차전지 음극재 시장은 아직까지도 중국업체 의존도가 90% 이상으로 배터리 소재 업계 탈중국 과제가 시급한 상황이다. 한국 배터리 3사는 중국산 흑연이 허용되는 2026년 말까지 호주, 북미 등의 업체와 손잡고 중국 외에서 흑연을 안정적으로 조달하는 체계를 구축하는 데 속도를 낼 계획이다. 포스코퓨처엠도 2030년까지 37만톤 규모 음극재 흑연을 생산한다는 계획이다. SNE리서치는 "향후 중국 외 흑연 음극재 공급망 확보와 차세대 전지(SIB나트륨전지, ASB전고체 전지)용 고용량 고성능의 Si 음극재와 리튬메탈 개발, 나트륨전지용 하드카본 음극재 등에 대한 기술 확보가 시장의 중요 게임체인저 역할을 할 것"이라고 전망했다.

2024.05.23 10:31류은주

리튬이온 배터리 시장, 2035년엔 5.6배 커진다

오는 2035년까지 리튬이온배터리(LIB) 총 수요량이 5.57TWh으로 늘어난다는 전망이 나왔다. 21일 이차전지 시장조사업체 SNE리서치는 '2024년 글로벌 LIB 애플리케이션별 중장기 전망' 보고서에 이같은 내용을 담았다. 보고서에 따르면 2035년 소형 IT기기와 친환경차(xEV), 에너지저장장치(ESS)향 LIB 수요는 5.57TWh로 전망됐다. 지난해 994GWh 대비 약 5.6배에 이르는 양이다. 연 평균 성장률로 환산 시 15.4% 수준이다. 애플리케이션별 수요로 봤을 때는 xEV가 4천760GWh로 85% 비중을 차지한다. 뒤이어 ESS향 LIB 수요가 618GWh로 11%를 자치할 전망이다. 소형 애플리케이션향 LIB 수요는 193GWh로 3% 비중을 차지할 것으로 예상됐다. 지난해 기준 애플리케이션별 수요량은 xEV 700GWh, ESS 185GWh, 소형 109GWh로, 비중은 각각 70%, 19%, 11%를 차지했다. 지난해부터 2035년까지 애플리케이션별 LIB 수요의 연평균 성장률 예상치는 xEV 17.3%, ESS 10.6%, 소형 4.9%다. SNE리서치 관계자는 “xEV는 플러그인하이브리드차(PHEV), 순수전기차(BEV) 기준 상용차 포함 2035년 약 7천495만대가 판매될 것으로 전망한다”며 “소형 LIB 시장은 소형 LIB 셀을 탑재하는 xEV와 ESS를 포함 시 2035년 1.3TWh의 수요가 발생할 것”이라고 말했다.

2024.05.21 10:50김윤희

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

'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

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

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

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

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

가격 하락에 규제까지…배터리 업계, 메탈리스크 극복 안간힘

국내외 배터리 업계가 원자재 가격 하락 여파를 견디기 위한 자구책 마련에 분주하다. 지난해 리튬, 니켈 등 이차전지 소재 주원료 가격의 폭락은 이차전지 관련 기업들의 실적에 부정적 영향을 미쳤다. 20일 한국자원정보서비스(KOMIS)에 따르면 리튬과 니켈의 가격은 각각 kg당 88.50위안(7일 기준), 톤(t)당 1만6천90달러(16일 기준)다. 지난해 초보다 리튬은 약 77%, 니켈은 약 40% 쪼그라든 금액이다. 업계는 이같은 메탈 가격 하락세가 올해 상반기까지 이어질 것으로 전망한다. ■ 공급 과잉에 몸 사리는 글로벌 원자재 공룡들 메탈 가격 급락에 글로벌 원자재 기업들도 곤혹스러워하고 있다. 세계 최대 광산 회사를 소유하고 있는 스위스 무역회사 글렌코어는 최근 프랑스령 뉴칼레도니아 니켈 광산을 매각했다. 현재 막대한 중국 자본 투입으로 인도네시아 시장을 중심으로 공급 과잉 현상이 나타나고 있기 때문이다. 프랑스 정부의 지원책에도 불구하고 손해가 막심해지자 글렌코어는 결국 지난해 채굴 중단을 택했다. 러시아 최대 팔라듐 업체이자 세계 1위 니켈 업체 노르니켈도 니켈 가격 하락 여파에 생산량을 줄이며 충격을 완화하고 있다. 노르니켈은 최근 실적발표에서 지난해에 이어 올해도 니켈 생산량이 감소할 것이라고 밝혔다. 세계 최대 리튬 생산업체 앨버말은 비용 감축을 위해 인력 감원에 나서기도 했다. 앨버말 역시 리튬 가격 하락에 따라 실적 부진을 면치못했기 때문이다. 다만, 앨버말 측은 전기차 관련 초과 재고 문제는 하반기부터 개선될 것으로 전망했다. ■ K-배터리, 핵심 광물 공급망 다각화 분주 국내 배터리 업체들은 메탈 가격 하락과 무역 규제 등 외부 변수가 발생하더라도 핵심 원재료를 안정적으로 조달하기 위해 공급망 다각화에 연초부터 힘쓰고 있다. 미국 인플레이션 감축법(IRA) 보조금 요건을 충족하기 위해서는 미국 FTA 권역 내에서 생산된 핵심 광물 및 원재료를 사용해야 한다. 2025년부터 배터리에 들어가는 핵심 광물을 외국우려기관(FEOC)에서 조달할 경우 미국에서 전기차 보조금을 받을 수 없다. 국내 기업들은 중국 광물 의존도를 줄이는 것이 시급한 과제가 됐다. 대안으로 떠오르는 곳은 호주, 칠레 등이다. LG에너지솔루션은 호주 웨스CEF와 손잡았다. 웨스CEF로부터 올해 1년 동안 리튬 정광 8만5천톤을 공급 받기로 했다. 이는 고성능 전기차 27만대분이다. LG에너지솔루션은 이전에도 호주 그린 테크놀로지 메탈스, 칠레 SQM, 호주 라이온타운 등과 리튬 관련 계약을 체결한 바 있다. SK온은 호주 리튬 개발업체와 장기 공급계약을 체결한 데 이어 칠레 SQM과 리튬 구매계약을 체결했다. 최근에는 미국 음극재 파트너사 웨스트워터 리소스(이하 웨스트워터)와 천연흑연 공급 계약을 맺으며 중국 의존도를 줄여나가고 있다. 삼성SDI는 니켈을 안정적으로 확보하기 위해 북미 광산 개발업체 캐나다니켈 지분을 인수했다. 캐나다니켈은 세니켈 광산 프로젝트 '크로퍼드'의 지분 10%를 소유하고 있다. 삼성SDI는 양사의 합의에 따라 니켈과 코발트 제품에 대한 장기구매계약 권리도 부여받은 것으로 알려졌다. 원자재 가격 급락에 따른 역래깅 효과로 수익성에 빨간불이 켜진 에코프로는 지난 1월 글로벌자원실을 신설하고 양극재 생산에 필요한 핵심 광물 확보에 드라이브를 걸고 있다. 회사채 발행을 통해 확보한 자금 일부는 인도네시아 니켈 제련소에 투입될 예정이다. 전문가들은 원자재 공급망 리스크에 현실적인 대응 방안으로 미국 로비 활동 강화를 제안하기도 했다. 이호근 대덕대 교수는 "로비를 통해 규제를 완화하는 게 가장 현실적인 방법"이라며 "탈중국을 하기 위해 새로운 광산을 개발하는 것은 비현실적이며, 리튬처럼 중국이 이미 주도하는 소재가 아닌 신소재를 베이스를 한 전기차용 배터리 개발을 하는 것이 장기적인 관점에서 (우리 기업들에)가장 좋다"고 말했다. 이어 "(원자재 가격 하락으로)자동차 가격이 절반으로 떨어지는 것이 아닌 이상 결국 배터리 업체나 자동차 업체 모두 매출과 수익률이 감소할 수밖에 없다"며 "메탈 가격 하락이나 전기차 수요 둔화는 회사 수익에 악영향을 미치고, 주가하락을 유발할 수 있기에 올해 1분기 실적 발표가 국내 배터리 업계의 중요한 터닝포인트가 될 것"이라고 분석했다.

2024.02.20 08:58류은주

세계 최대 리튬생산 엘버말 CEO "올해 리튬 가격 추가 하락 없을 것"

세계 최대 리튬 생산업체 앨버말이 최근 1년 이상 이어져 온 리튬 가격 하락세가 올해 멈추고 수요와 공급이 균형을 이룰 것으로 전망했다. 앨버말 최고경영자(CEO)인 켄트 마스터스는 15일(미국시간) 4분기 실적 발표에서 이같이 전망했다. 전방산업인 전기차 수요는 올해 30% 이상 증가할 것으로 점쳤다. 리튬 가격은 지난 2022년 말 역대 최고가를 기록한 뒤 지속적으로 하락해 현재는 최고가 대비 80% 이상 하락한 상태다. 그동안 전기차 수요가 상승하면서 전기차 배터리의 핵심 부품으로 쓰이는 리튬 수요도 동반 상승해왔다. 그러나 전기차 수요가 지난해 하반기부터 둔화되면서 리튬도 공급 과잉 현상이 나타나 가격이 하락한 것이다. 리튬 가격이 하락하자 앨버말을 비롯한 리튬 생산 업체들은 비용 절감뿐만 아니라 생산 공장 가동률도 낮추고 채굴 규모도 축소하는 상황이다. 마스터스 CEO는 이런 공급 축소가 시장 긴축 효과를 불러올 것으로 봤다. 이에 따라 리튬 가격이 점차 안정을 찾을 것으로 전망했다. 현재는 공급 과잉이 나타나고 있지만, 장기적 관점에서 리튬 수요는 크게 성장할 것으로 분석했다. 마스터스 CEO는 2030년까지 리튬 수요가 현재보다 2.5배 증가할 것으로 예상했다. 업계는 환경 규제, 전기차 성능 고도화 등을 근거로 배터리 산업도 장기적으로 높은 성장률을 기록할 것으로 보고 있다.

2024.02.16 10:44김윤희

롯데에너지머티, 고체전해질 원재료 공급망 확보

롯데에너지머티리얼즈가 지난 13일 잠실 롯데월드타워 EBC에서 이수스페셜티케미컬과 황화물계 고체전해질 원재료인 황화리튬을 공급받는 내용의 업무협약(MOU)를 체결했다고 14일 밝혔다. 업무협약식에는 롯데에너지머티리얼즈 김연섭 대표, 류종호 전략연구부문장, 김훈 기획부문장, 이수스페셜티케미컬 류승호 대표, 김창국 연구개발본부장, 최인준 기획팀장 등 양사 주요 임직원이 참석했다. 롯데에너지머티리얼즈는 이번 업무협약으로 이수스페셜티케미컬로부터 황화물계 고체전해질의 핵심 원재료인 황화리튬(Li2S)을 공급받으면서 양질의 고체전해질 샘플을 국내외 전고체전지 기업에 공급할 수 있게 됐다고 설명했다. 앞서 롯데에너지머티리얼즈는 지난 5일 익산2공장에 연산 최대 70톤 규모 고체전해질 파일럿 설비를 착공한 바 있다. 올해 연말까지 시험 가동 및 안정화 단계를 거친 뒤 2026년 양산을 목표로 연산 1천200톤 규모의 생산설비를 확대한다는 방침이다. 김연섭 롯데에너지머티리얼즈 대표는 “양사의 전략적 파트너십을 통해 황화물계 고체전해질의 필수 원재료인 황화리튬을 공급 받으면서 해당 사업이 탄력을 받게 됐다”면서 “이번 업무협약 시너지를 바탕으로 차세대 배터리 소재 부문 연구개발을 더욱 강화해 나가겠다”고 밝혔다. 한편, 롯데에너지머티리얼즈가 개발하는 황화물계 고체전해질은 저비용 건식합성 공법과 특수 습식합성 공법을 적용한 고이온전도 나노급 제품이다. 또한, 황화물계 고체전해질은 수분에 민감한 만큼 기존 리튬이온배터리(LIB) 공정의 이슬점(-35~-45℃)에서도 제조 및 취급할 수 있는 고이온전도 수분안정형 황화물 고체전해질도 추가 개발하고 있다.

2024.02.14 09:22류은주

전기차 주춤..."배터리 시장, 뜨는 'ESS' 타고 성장"

올해 리튬이온배터리(LIB) 에너지저장장치(ESS) 시장 규모가 235기가와트시(GWh)로 전년 대비 27% 성장할 전망이다. 금액 기준 시장 규모는 약 400억 달러(약 53조 원)로 전년 대비 14% 성장할 것으로 보인다. 5일 시장조사업체 SNE리서치는 '2024 글로벌 ESS 시장 전망(~2035)' 보고서에서 이같은 전망을 내놨다. 향후 2035년까지는 618GWh, 800억 달러(약 106조원)까지 성장할 것으로 예측했다. ESS는 전력을 보관할 수 있다는 특징을 바탕으로 다양한 곳에서 사용 중이다. 신재생 에너지를 저장했다가 필요할 때 사용하는 스마트 그리드 분야에서 크게 주목받고 있다. 특히 에너지 밀도가 높은 LIB를 사용한 ESS 시장이 크게 성장하는 중이다. 국내도 태양광 연계 ESS 사업이 크게 성장했으나, 지난 2018년 국내 ESS 화재 사건이 연이어 발생하며 시장이 크게 위축됐다. 최근에는 산업자원부 주도의 ESS 산업 발전 전략이 발표되며 시장 회복이 기대되고 있다. 국내 LIB 제조 업체인 LG에너지솔루션, 삼성SDI, SK온에서는 안전성이 높은 LFP 배터리를 ESS용으로 계획하며 ESS 시장에 대한 의욕을 밝히고 있다. LIB ESS 시장은 지난해 185GWh부터 2035년 618GWh까지 연평균 10.6%의 성장률을 기록할 것으로 예상됐다. 주요 수요처는 스마트 그리드다. 국가별로는 중국이 가장 큰 비중을 차지할 것으로 봤다. 뒤이어 수요가 많은 지역으로 북미가 꼽혔다. 북미 LIB ESS 시장은 지난해 55GWh에서 2035년 181GWh까지 성장할 것으로 전망됐다. SNE리서치 관계자는 “ESS 시장은 EV 다음으로 크게 성장할 것으로 예상하는 LIB 시장”이라며 “캐즘 위기론이 대두되고 있는 EV 시장으로 우려가 큰 LIB 업계에게 대안이 될 수 있는 거의 유일한 시장”이라고 밝혔다.

2024.02.05 10:24김윤희

에코프로, 북미 '배터리 재활용' 사업 진출…현지 업체와 협력

에코프로는 북미 내 리튬이온 배터리 재활용 사업 협력을 위해 미국 배터리 재활용 업체 서바솔루션즈와 업무협약(MOU)을 체결했다고 1일 밝혔다. 서바솔루션즈는 스크랩(폐기물) 및 폐배터리에서 니켈 등 주요 광물을 추출하는 기업이다. 일본 종합상사 마루베니로부터 5천만 달러 투자를 유치하며 기술력과 경쟁력을 인정받았다. 에코프로는 이번 리튬이온 배터리 재활용 사업 MOU를 통해 글로벌 공급망 확대에 나설 방침이다. 서바솔루션즈가 가진 미국 현지 네트워크를 기반으로 경쟁력 있는 폐배터리 등의 스크랩을 확보하고, 북미 지역에서 리튬이온 배터리 재활용 사업 진출의 교두보를 마련할 전망이다. 두 회사는 미국 인플레이션감축법(IRA) 대응과 글로벌 전기차 배터리 공급망 확대에 힘을 합치기로 했다. IRA는 급등한 인플레이션 완화를 위해 북미산 생산품에 세액공제 및 보조금 혜택을 주는 조치다. 이차전지 배터리 및 생산 공정과 관련해서는 핵심 광물이 일정 비율 이상 북미 혹은 미국 FTA 체결국 내 생산된 제품, 배터리 부품을 일정 비율 이상 북미 내에서 제조 및 조립된 배터리에 혜택을 준다. 에코프로는 미국 IRA에 대응하기 위해 서바솔루션즈가 북미 지역에서 확보한 스크랩으로 생산한 블랙매스(스크랩 등을 회수해 분쇄한 가루) 등 재활용 원료를 선제적으로 확보할 계획이다. 제이 와고 서바솔루션즈 최고상업책임자(CCO)는 “재활용은 가치 사슬의 핵심 요소로 전기 자동차 배터리에서 순환 경제를 창출할 것”이라며 “세계적으로 알려진 에코프로와의 협력을 통해 전기차 배터리 공급망을 확장할 수 있을 것”이라고 기대했다. 정회림 에코프로 경영전략실장은 “서바솔루션즈의 재활용 관련 노하우를 통해 배터리 재활용부터 양극재 생산까지 모두 아우르는 '클로즈드 루프 시스템'의 북미 진출을 도모할 것”이라고 말했다. 클로즈드 루프 시스템은 수산화리튬-전구체-양극재-재활용에 이르는 배터리 생태계 전 과정을 아우르는 밸류체인을 구축한 것이다. 에코프로C&G가 폐배터리 재활용 사업을 맡고 전구체 생산은 에코프로머티리얼즈가 담당한다. 에코프로이노베이션이 수산화리튬 가공을 담당하고, 에코프로BM과 에코프로EM이 양극재 생산을 맡는다. 에코프로AP는 공정 과정에서 고순도의 산소와 수소 공급을 한다. 이런 밸류체인 구축으로 원가 절감과 생산 효율성 향상 효과를 얻고 있다는 설명이다.

2024.02.01 09:40김윤희

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