국내 리튬이온전지 양극재 소재 업체들이 즐거운 비명을 지르고 있다.

올 하반기부터 내년까지 선주문이 몰리면서 라인 가동률이 빠른 속도로 올라가고 있기 때문이다. 전기차용 중대형 리튬이온 전지는 기존 소형 배터리와 달리 양극재 수요가 기하급수적으로 늘어난다. 

지난 2011년 국내 양극재 소재 업체들은 중대형 리튬이온 배터리 시장을 타깃으로 생산능력을 확대했지만, 전기차 시장이 생각보다 늦게 열리면서 공급 과잉을 겪어왔다. 

▲자료:  ECOPRO 제공

하지만 최근 폴크스바겐 디젤엔진 배기가스 조작 사태를 계기로 중국, 유럽을 중심으로 전기차 수요가 폭발적으로 늘고 있다. 양극재 시장은 조만간 공급 과잉에서 공급 부족으로 급전환 될 것으로 관측된다. 

우선 공급 부족 조짐이 보이는 양극재는 니켈코발트망간(NCM)이다. 전기차 업체뿐 아니라 하이브리드카(HEV), 플러그인하이브리드카(PHEV) 업체들도 신차 배터리용 양극재로 NCM을 선호하고 있기 때문이다. 삼성SDI, LG화학 등 리튬이온전지 업체들은 NCM 생산능력을 내년까지 50~100% 가량 늘린다는 방침이다. 

그동안 스마트폰 등 소형 리튬이온전지용 양극재로 리튬코발트(LCO)를 썼다. 코발트를 주재료로 쓰면 에너지 용량이 크고 수명을 늘리는 데도 유리하다. 

문제는 가격이다. 현재 코발트 가격은 리튬의 4배 수준으로 추정된다. 중대형 배터리에 코발트 대신 니켈, 망간, 알루미늄 등 대체 소재가 쓰이는 이유다. 

양극재가 리튬이온 전지 재료비의 30~35% 비중을 차지하는 만큼 코발트 대체 물질 개발 속도는 더욱 가속화될 것으로 관측된다. 

현재 전기차용 리튬이온전지용 양극재로 NCM, 니켈코발트알루미늄(NCA), 리튬인산철(LFP) 등이 주로 쓰인다. 중국 업체들이 LFP를 밀고 있고, 국내 업체들은 NCM 쪽에 집중하고 있다. 일본 업체들은 NCA 소재에 관심이 많다. 

LFP는 중국 전기차 및 리튬이온전지 업체 BYD가 주로 쓰는 소재다. 생산원가는 싸지만, 무겁고 에너지 밀도가 낮고 충전 시간도 길다. 

BYD도 최근 LFP 대신 NCM, NCA로 양극재를 대체하는 방안을 검토 중이다. 향후 내수용 전기차에는 기존 LFP를 쓰고 수출 및 고급차량에는 NCM, NCA를 쓸 가능성이 높다.   

NCA는 출력 성능이 뛰어나 전동 공구 등에 쓰였지만, 테슬라 전기차용 원통형 배터리에 본격 적용되면서 수요가 늘고 있다. 다만 아직 수명, 고온 저장 등 기술적 이슈가 남아있다. 

일본 업체들이 선점한 가운데 국내에서는 에코프로가 NCA 시장에서 11% 비중을 차지할 정도로 영향력을 갖고 있다. 에코프로는 NCA 양극재 시장 점유율을 높이기 위해 적극적으로 증설에 나서고 있다. 얼마 전 월 150톤 규모  NCA 양극재를 생산할 수 있는 제3 공장을 준공에 들어갔다. 현재 1, 2공장에서는 월 210톤 규모  NCA 양극재를 생산할 수 있다. 현재 생산 능력으로는 4분기부터 납품 물량을 소화하지 못할 정도다.