2차전지 ‘초격차’ 만든다… 실리콘·나트륨 등 차세대 소재 전쟁

롯데케미칼의 배터리 소재 자회사인 롯데에너지머티리얼즈는 ‘4대 핵심 성장’ 전략의 하나로 2차전지용 실리콘 음극재 시장에 도전장을 내밀었다. 실리콘 음극재 기술을 보유한 프랑스 스타트업 엔와이어즈와 지난 14일 지분투자계약을 맺고 79억원을 출자하기로 했다. 실리콘 음극재는 기존 흑연계 음극재보다 에너지 밀도가 높다. 전기차 주행거리를 늘리고 충전 속도를 단축시킬 수 있어 ‘꿈의 음극재’로 불린다.

롯데에너지머티리얼즈는 지분투자를 바탕으로 엔와이어즈와 탄화규소계(Si-C) 실리콘 음극재를 공동 개발할 계획이다. 김연섭 대표이사는 “음극재 시장 진출을 위해 글로벌 배터리사와 업무 협업 및 연구개발을 지속해 나가겠다”고 말했다.

글로벌 2차전지 시장의 점유율 경쟁이 거세지면서 차세대 소재를 둘러싼 ‘기술 전쟁’이 본격화하고 있다. 특히 기존 리튬이온 배터리의 핵심 소재인 리튬·니켈 공급망을 틀어쥔 중국이 저가형 전기차·배터리를 앞세워 세계 시장에 침투하자 대체 소재를 개발하려는 움직임이 활발하다. 배터리 업계 관계자는 “현재 시장을 주도하는 제품이 몇 년 뒤 어떻게 바뀔지 모른다는 위기감이 높다. 차세대 기술 개발에 전념할 수 밖에 없는 상황”이라고 17일 말했다.

배터리 소재 기업들은 실리콘 음극재 상용화에 전력을 쏟는다. 포스코그룹은 오는 2030년까지 실리콘 음극재 등 차세대 소재 9400t 양산체제를 구축할 예정이다. 실리콘 음극재 생산기술을 갖춘 포스코실리콘솔루션은 경북 포항시 영일만산단에 실리콘음극재 1단계 생산설비를 짓고 있다. LG화학은 100% 실리콘을 사용한 퓨어 실리콘 음극재를 개발 중이다. SK머티리얼즈, SKC, 한솔케미칼 등도 실리콘 음극재 생산기술·설비투자에 뛰어들었다.

중국이 선두로 달리는 나트륨이온 배터리도 눈길을 끈다. 최근 세계 최대 배터리 기업인 중국 CATL에서 나트륨 배터리 양산 계획을 밝힌 데 이어, 중국 전구체 생산기업 거린메이(GEM)도 나트륨 배터리용 양극재 사업 진출을 선언했다. 초기 시장 확보에 나선 것이다.

나트륨 배터리는 기존 리튬이온 배터리의 핵심 원료인 리튬을 나트륨으로 대체한다. 나트륨은 리튬 대비 매장량이 1000배가량 많다. 가격은 0.6% 수준으로 저렴하다. 한국 배터리 소재기업인 에코프로 역시 2026년 나트륨 양극재 생산에 돌입한다.

다만 차세대 소재가 시장에 안착하기까지 상당한 시간이 걸릴 수밖에 없다. 실리콘 음극재는 ‘높은 가격’ ‘안전성 확보’라는 장애물을 넘어야 한다. 나트륨 배터리는 리튬이온 배터리의 40% 수준에 그치는 에너지 밀도가 약점이다. 전우제 KB증권 연구원은 “나트륨 배터리가 시장에 안착하더라도 저가형 리튬인산철(LFP) 배터리와 경쟁하거나 전기이륜차, 에너지저장장치(ESS)에서 활용도가 더 높을 것으로 보인다”고 진단했다.

한국 정부는 지난 13일 배터리 주요 기업 및 관련 협회, 연구소 등과 2차전지 민·관 협의체를 출범했다. 차세대 배터리용 연구·개발(R&D) 지원에 나설 방침이다.

양민철 기자 listen@kmib.co.kr

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