“이차전지 산업”… 현재 전 세계가 주목

[디지털비즈온 김맹근 기자] 이차전지는 방전된 이후에도 충전을 통해 재사용 가능한 전지 이차전지 시장의 대부분은 ‘리튬이온(Li-Ion)전지’가 주도하고 있다. 메모리 현상이 없고 충전 시간이 짧으며, 경량･소형화 가능하다. 리튬이온전지는 리튬이온이 양극재와 음극재 사이를 이동하는 화학적 반응으로 전기를 생산하는데, 양극과 음극 사이에서 리튬이온의 이동통로 역할을 해주는 전해액과 전해액이 양극과 음극, 다른 물질에 닿지 않게 해주는 분리막 필요하다.

삼원계(NCM, 니켈(Ni), 코발트(Co), 망간(Mn)을 의미) vs LFP(리튬 인산철(Li-FePO4))는 이차전지는 양극재에 따라 삼원계와 LFP로 구분, 국내 기업은 삼원계 배터리를 주도하나 최근 LFP 배터리를 다시 주목받고 있다.

삼원계는 높은 가격과 낮은 안정성에도 불구하고 LFP 배터리 대비 높은 에너지 밀도와 경량성을 바탕으로 전기차 메인 배터리로 활용한다. 하지만, 니켈(Ni), 코발트(Co) 등의 원자재 비용 상승으로 저렴한 LFP 배터리가 다시 주목을 받고, 주요 기업(테슬라, BMW, 폭스바겐 등)들도 연달아 LFP 배터리 채택을 발표하면서 LFP 배터리 부상하고 있다.

이차전지 산업은 미래 산업 발전 트렌드인 전동화･무선화 달성 수단으로 활용도가 높으며, 특히 전기차의 필수 요소로서 폭발적인 성장세를 보이고 있다. 국내 이차전지 시장은 3社를 중심으로 높은 기술력과 양산 능력으로 경쟁 우위에 있으나 공급망 위기, 기술 경쟁 등의 리스크도 공존한다.

전기차용 이차전지 시장 점유율은 중국(56.4%), 한국(25.8%), 일본(9.6%) 순이다. 2023년 전기차용 이차전지 시장은 전년 대비 약 44.6% 성장한 약 1,210억 달러 규모(749GWh)로 전망(SNE리서치, ’23)한다.

또한, 새롭게 부상하는 LFP 배터리 시장에 대응하기 위해 LG에너지솔루션은 16GWh 규모의 ESS(에너지 저장 시스템)용 LFP 생산라인 건설, SK on은 LFP 배터리 시제품 개발 등 추진한다.

삼성SDI는 차세대 배터리 시장의 게임체인저로 주목받는 전고체(음극과 양극 사이의 전해질을 고체로 사용) 배터리 시제품 생산 시작되었다. 삼성SDI가 독자 설계한 무음극 기술(Anode-less)2)은 전고체 배터리의 안전성･ 수명 증가와 에너지 밀도 등을 높일 수 있다는 점이 특징이다.

전고체 배터리 시범생산 라인인 ‘S라인’을 가동하고 샘플 생산에 돌입, 하반기까지 시제품 생산을 완료하고 ’27년 양산 계획이다.

한편, 이차전지에 필요한 주요 광물(리튬, 니켈, 코발트, 망간, 구리 등)이 소수 국가에 매장, 높은 편재성을 보여 脫중국화 노력 필요하다. 광물들은 채굴(Mining)되면 정제련(Refining) 과정을 거쳐 배터리 셀에 사용될 수 있는 소재(Materials)로써의 역할 수행한다.

광물의 정제련 대부분을 중국이 점유하고 있어, 미국은 FTA 체결 국가와 금속 정제련 협업을 확대하면서 脫중국화를 위한 노력 진행중이다.