[강경래의 인더스트리]이차전지 양극재·음극재란?

by강경래 기자
2021.09.11 08:00:28

일진머티리얼즈가 생산하는 동박 (제공=일진머티리얼즈)

[이데일리 강경래 기자] 이차전지는 그동안 스마트폰 등 모바일에 주로 채용되다가 최근 전기차 배터리로 쓰이기 시작하면서 시장이 급속히 확산하는 추세입니다. 지난해 유럽연합이 제시한 ‘배터리 2030’ 자료에 따르면 오는 2030년까지 이차전지 시장은 2.6TWh(테라와트) 규모로 커질 전망입니다. 2018년에 관련 시장 규모가 142GWh(기가와트)였던 점을 감안할 때 12년 만에 무려 16배가 커지는 셈입니다. 이 중 전기차용 이차전지는 2.3TWh에 달합니다.

이렇듯 전기차 수요와 함께 이차전지 시장이 빠르게 성장하면서 LG에너지솔루션과 삼성SDI, SK이노베이션 등 국내 기업들이 중국 CATL 등과 글로벌 시장에서 치열하게 주도권 경쟁을 벌이고 있습니다. 이들 이차전지 업체뿐 아니라 이차전지에 들어가는 소재 분야에서도 국내 업체들이 강세를 보이고 있는데요. 반도체와 디스플레이뿐 아니라 이차전지에서도 우리나라 업체들이 전방산업과 함께 후방산업 업체들이 활발히 움직이는 분위기입니다. 이에 따라 이차전지 산업을 구성하는 밸류체인(가치사슬)을 살펴보도록 하겠습니다.

이차전지, 양극재·음극재·분리막·전해질로 구성

이차전지는 크게 △양극재 △음극재 △분리막 △전해질로 구성됩니다. 양극재에 있는 리튬이온이 분리막을 거쳐 음극재로 이동할 때 에너지가 충전되는 원리구요. 반대로 음극재에서 양극재로 리튬이온이 이동하면 방전되는 구조입니다. 분리막도 중요한 역할을 하는데요. 음극재와 양극재가 맞닿으면 폭발하는 특성이 있습니다. 매우 위험하죠. 분리막은 음극재와 양극재가 직접 닿지 않고 리튬이온만 통과할 수 있도록 합니다. 그리고 전해질은 리튬이온이 양극과 음극을 자유롭게 이동할 수 있게 해주는 매개체 역할을 하죠. 이렇듯 이차전지 관련 업체들은 에너지 저장 용량을 늘리고 안전성을 강화하는 기술을 끊임없이 개발 중입니다.

이렇게 양극재와 음극재, 분리막, 전해질을 국내에서 담당하는 업체들이 있는데요. 우선 양극재는 에코프로비엠과 엘앤에프, 코스모신소재 등이, 음극재는 대주전자재료와 한솔케미칼 등이 생산합니다. 분리막은 SK아이이테크놀로지와 대한유화 등이, 전해질은 후성과 솔브레인, 천보, 동화일렉트로라이트(동화기업 자회사) 등이 담당합니다.

특히 포스코케미칼(003670)은 음극재와 함께 양극재까지 생산하면서 주목을 받습니다. 포스코그룹 계열사인 포스코케미칼은 오는 2030년까지 양극재 40만톤과 함께 음극재 26만톤을 생산할 수 있는 체제를 갖춘다는 목표를 세웠습니다. 이와 관련 음극재 사업은 2010년 LS엠트론으로부터 음극재 사업조직인 카보닉스를 인수하면서 시작했습니다. 업계 후발주자임에도 불구하고 현재 음극재(흑연계) 분야에서 업계 1위 자리에 올라 있습니다.



포스코케미칼은 2012년 포스코ESM이 출범하면서 양극재 사업에 착수했구요. 출발 당시에는 휘닉스소재와 합작한 형태였지만, 2016년 포스코가 경영권을 확보하고 포스코케미칼과 합병하면서 현재 독자적으로 사업을 운영 중입니다. 포스코케미칼은 지난 8월 양극재 등을 추가 생산하기 위해 중국에 총 2810억원을 투자한다고 발표하기도 했습니다. 이는 포스코그룹과 화유코발트가 운영 중인 합작법인에 증설하는 방식입니다.

포스코케미칼, 양극재·음극재 모두 생산 ‘주목’

일진그룹 계열사인 일진머티리얼즈(020150)는 음극재 소재인 동박(일렉포일) 분야에서 주목을 받습니다. 동박은 황산구리용액을 전기로 분해한 뒤 머리카락 두께 100분의 1 수준인 10마이크로미터(㎛) 이하로 만든 얇은 구리 박을 말합니다. 일진머티리얼즈는 2019년 준공한 말레이시아 사라왁주 쿠칭 사마자야 자유무역지구 공장에서 연간 2만t 규모로 동박을 생산 중입니다. 올해 말까지 4만t, 중장기적으로는 10만t까지 생산량을 늘린다는 방침입니다.

이엔드디(101360)는 앞서 언급한 기업들에 비해 ‘숨은 이차전지주’라고 볼 수 있습니다. 이엔드디는 최근 벨기에에 본사를 둔 유미코아와 이차전지 전구체 공급을 포함해 양사간 전략적 협력을 위한 양해각서를 체결하면서 주목을 받는데요. 특이할만한 점은 유미코아가 이차전지 양극재 분야에서 전 세계 시장 점유율 1위에 올라 있다는 것입니다. 이엔드디는 이번 협약 체결을 통해 이차전지 양극재 소재인 전구체를 유미코아에 안정적으로 공급할 계획입니다.

이를 위해 이엔드디는 유미코아를 비롯한 이차전지 업체들에 전구체 등을 안정적으로 공급하기 위해 충북 오창에 있는 전구체 생산설비를 청주 공장으로 이전하는 작업을 진행 중입니다. 여기에 추가적인 전구체 설비 도입을 위해 올해 3월 150억원을 투자하기로 결정했습니다. 이를 통해 내년 초 청주에 연간 5000톤 이상 전구체를 생산할 수 있는 체제를 갖출 계획입니다. 이는 현재 생산량인 1000톤과 비교해 5배가량 늘어난 규모입니다.

버려진 이차전지에서 니켈과 코발트 등 원재료를 다시 생산해내는 폐배터리 리사이클 사업도 주목을 받습니다. 이는 최근 전 세계 기업들 사이에서 화두인 ESG(환경·사회·지배구조)와도 그 흐름을 함께 하는데요. 폐배터리 리사이클 분야에선 코스모화학(005420)을 언급할 수 있습니다. 코스모화학은 오는 2022년 9월 폐배터리 리사이클 공장 완공을 통해 연간 니켈 4000톤, 코발트 2000톤을 생산할 계획입니다.