韓中日 음극재 삼국지 … 개발·증설 봇물

최근 실리콘 음극재 각광받으며
한국, 중국·일본 거세게 추격
韓대주전자·中BTR·日신에츠
3강 구도속 포스코퓨처엠 가세
실리콘 단점 보완할 CNT도전재
中 우세속 LG화학 공격적 증설

배터리 소재 시장이 커지면서 한·중·일 3국의 제품 개발과 증설 경쟁이 치열해지고 있다. 현재 실리콘 음극재와 탄소나노튜브(CNT) 등이 주요 대상 제품이다. 특히 음극재는 중국 의존도가 높은 소재이다보니 국산화 노력이 시급하다는 목소리도 나온다.

12일 업계에 따르면 배터리 주요 소재 중 중국 비중이 가장 높은 음극재에 대한 국내 생산 노력이 커지고 있다. 국내에 양극재 생산 기업은 다수 있지만 음극재 생산은 포스코퓨처엠, 대주전자재료 등에 불과하다. 2021년 기준 글로벌 공급 상황을 살펴보면 중국 67.8%, 일본 21.5% 그리고 한국이 8%를 차지하고 있다. 사실상 중국과 일본이 주도하는 시장 구도다.

최근 글로벌 전기차 업체들의 배터리 성능 개선 요구가 높아지는 가운데 실리콘 음극재에 대한 수요도 덩달아 커지고 있다. 실리콘 음극재는 리튬이온전지에 대부분 사용되는 흑연계 음극재보다 에너지 밀도가 약 10배 높다. 전기차 주행거리를 늘리고 충전 시간 단축 효과가 있어 주목받고 있다. 한국 입장에서는 음극재 시장을 주도할 수 있는 기회로 분석된다.

현재 실리콘 음극재 양산이 가능한 곳은 한국 대주전자재료와 중국 BTR, 일본 신에츠 등 3곳이지만, 다른 소재 업체들도 연구개발(R&D)과 신규 생산에 적극 뛰어들고 있다. 국내 기업 중 포스코퓨처엠은 2030년까지 실리콘 음극재 생산능력을 2만2000t까지 높이겠다는 계획이다.

포스코홀딩스의 자회사인 포스코실리콘솔루션은 2025년까지 3000억원을 들여 포항 영일만산업단지 내에 연산 5000t 규모의 실리콘음극재 생산공장을 짓는다. 앞서 포스코홀딩스는 지난해 7월 실리콘음극재 개발업체인 테라테크노스를 인수해 포스코실리콘솔루션으로 사명을 바꿨다.

중국 소재 기업들은 실리콘 음극재 생산능력 확대에 나서고 있다. BTR은 지난해 5000t이던 실리콘 음극재 생산능력을 올해 2만t으로, 2028년 4만5000t으로 늘리는 것을 목표로 하고 있다. 중국 배터리 소재업체인 닝보산산은 2025년 4만4000t 규모의 실리콘 음극재를 생산할 계획이다.

테슬라 역시 실리콘 음극재를 활용한 4680 배터리 양산을 추진하고 있다. 이미 실리콘음극재를 적용한 배터리를 탑재한 폭스바겐은 이를 확대 적용할 계획이다. BMW는 2025년부터 '뉴 클래스' 제품군에 실리콘 함량을 증가시킨 차세대 원통형 배터리를 적용하겠다고 발표한 바 있다. GM과 LG에너지솔루션의 합작법인인 얼티엄셀즈도 내년부터 실리콘 음극재를 적용한 배터리를 생산할 전망이다.

한편 실리콘 음극재 증설이 본격화하면 탄소나노튜브(CNT) 도전재에 대한 수요도 증가할 전망이다. CNT 도전재는 배터리 에너지 밀도를 높이고, 실리콘 음극재의 단점인 부피팽창을 완화하는 역할을 한다. LG화학은 지난달 중순 전남 여수에 있는 CNT 3공장 상업 가동을 시작했다. 이로써 여수 1·2·3공장을 통틀어 LG화학의 연간 CNT 생산능력은 2900t으로 국내 최대 규모다.

[정유정 기자]