[자료=SNE리서치]

배터리(이차전지) 핵심소재인 양극재와 음극재 수요가 연평균 30% 이상씩 증가할 것이란 전망이 나왔다.

20일 SNE리서치는 ‘리튬이차전지 양극재 기술동향 및 시장전망’ 보고서를 통해 글로벌 리튬이온 이차전지용 양극재 시장 수요량은 2025년 약 275만톤까지 증가할 것으로 전망된다고 밝혔다. 이는 2019년 약 46만톤 대비 6배까지 증가하는 셈이다. 연평균 성장률로는 33.3%다.

전기자동차 시장의 확대로 인해 리튬이차전지 시장이 폭발적으로 성장하면서 양극재 수요도 대폭 늘어날 전망이다.

양극재 소재별 수요량은 2018년 기준 니켈·코발트·망간(NCM)이 약 15만6000톤으로 가장 많은 비중 (43%)을 차지했다. 이어 리튬·코발트·산화물(LCO)이 8만5000톤(23%), 리튬·인산·철(LFP)이 5만8000톤(16%), 니켈·코발트·알루미늄(NCA)이 5만5000톤(15%)을 차지했다.

양극재 가운데 가장 많은 사용 비중을 차지하는 NCM은 2025년 72%까지 증가할 전망이다. NCM은 높은 용량과 우수한 수명 특성, 우수한 안전성을 가진다. 이와 같은 장점들로 많은 이차전지 회사들이 중대형 리튬이차전지의 주요 양극 소재로 NCM을 사용하고 있다.

NCA의 비중은 2025년 현재와 비슷한 수준인 14%를 차지할 전망이다. NCA는 80% 이상의 니켈 함량으로 구성돼 높은 수준의 에너지밀도를 가진다. 현재 파나소닉에서 공급하는 테슬라 향(向) 원통형 이차전지는 모두 양극재로 NCA를 적용했다.

2018년 기준 전체 양극재 업체별 출하량은 유미코아가 약 4만톤(10.8%)으로 1위를 차지했다. 이어 일본의 스미토모 메탈 마이닝(Sumitomo Metal Mining, SMM)이 약 3만6000톤 (9.8%), 일본의 니치아 (Nichia)가 약 2만6000톤(7%), 중국의 XTC가 약 2만5000톤 (6.8%), 산산(ShanShan)이 약 2만3000톤 (6.4%)로 뒤를 이었다.

한국의 대표적인 양극재 업체로는 에코프로BM, L&F, 포스코 케미칼 등이 있다. 에코프로BM은 2018년 1만5000톤을 출하하며 점유율 4.1%, 10위를 차지했다. 계속되는 추가 증설로 국내 업체들의 양극재 시장 점유율은 높아질 것으로 기대된다.

[자료=SNE리서치]

SNE리서치는 음극활물질 수요량이 2019년 약 19만톤에서 2025년까지 약 136만톤으로 연평균 39% 성장할 것으로 평가했다.

이 가운데 가장 높은 비중을 차지하는 인조흑연은 2019년 53%에서 2025년 60%로 증가하고, 두번째로 높은 비중을 차지하는 천연흑연은 43%에서 28%로 감소할 것으로 예측했다.

차세대 음극 소재로 주목받는 실리콘 음극재의 시장 수요규모가 2025년까지 연평균 70% 성장할 것으로 전망했다. 비중은 2019년 3%에서 2025년 11%로 증가할 것으로 예상했다.

실리콘 음극재는 말 그대로 실리콘을 음극활물질로 사용하는 것을 뜻한다. 기존 흑연계 음극재보다 에너지밀도가 약 4배 높다.

다만 실리콘은 소재의 특성 상 부피팽창이 발생하며 조직이 빠르게 파괴된다. 이는 이차전지의 빠른 충방전 수명 감소를 불러온다.

업계는 이런 문제를 해결하기 위해 실리콘을 나노 단위로 쪼개어 산화물 또는 합금, 탄소 등으로 감싸 실리콘의 팽창을 물리적으로 막는 연구를 계속 하고 있다. 이런 연구 결과로 현재 업계는 원통형과 같은 소형 전지에 3~5%가량을 사용 중이다.

현재 실리콘 음극활물질을 양산하는 대표적인 업체로는 일본의 신에츠, 한국의 대주전자재료가 있다.

2018년 음극활물질 출하량은 일본의 히타치가 4만3297톤을 출하해 시장점유율 14%로 1위를 기록했다. 중국의 BTR은 4만3120톤을 출하해 2위를 기록했다. 이어 중국의 샨샨(ShanShan), 쯔천(Zichen), 푸타이라이(Putailai)가 각각 3만3907톤, 3만1920톤, 2만9286톤을 출하하며 뒤를 이었다. 한국의 포스코케미칼(옛 포스코켐텍)은 출하량 1만5915톤으로 시장점유율 5%를 차지하며 8위를 차지했다.

SNE리서치 관계자는 "높은 에너지밀도를 바탕으로 충분한 전기차 주행거리를 확보하려는 현 시점에서 실리콘 음극재의 전지 내 사용 비중은 점차 높아질 것"이라며 "이런 움직임에 대비하여 기존 흑연계 음극재를 생산하는 업체들도 실리콘 음극재에 관심을 가지고 있다"고 말했다.

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