영업이익 237억 원, 당기순이익 198억 원 기록하는 등 ‘실적 턴어라운드’ 이차전지 조립공정 자동화기기 전문 기업 엠플러스가 지난해 창립 이래 최대 실적을 기록하며 흑자 전환(턴어라운드)에 성공했다고 밝혔다. 엠플러스는 ‘매출액 또는 손익구조 30% 이상 변동공시’를 통해 연결 기준 2023년 연간 3401억 원의 매출을 달성했다고 밝혔다. 2022년 전기 1166억 원 대비(YoY) 191.6% 증대됐다. 같은 기간 영업손익은 △99억 원에서 237억 원으로 340.3%, 당기순손익은 △152억 원에서 198억 원으로 230.3% 각각 증가해 흑자 전환하는 등 2003년 창립된 이래 사상 최고 실적을 기록했다. 이 같은 실적은 배터리 셀(Cell) 크기 변동 등 글로벌 이차전지 수요 트렌드에 기민하게 대응하며 고객사 니즈에 맞춘 장비를 안정적으로 적시에 납품한데 따른 것이다. 또한 수주 규모가 확대되며 장비 제조 시 규모의 경제 실현을 통해 제조 원가를 효율적으로 절감한 것 또한 실적 상승을 주요하게 견인했다. 엠플러스는 리튬이온배터리의 국산화 기술력을 바탕으로 지난 2003년 설립된 이차전지 제조장비 조립공정 자동화 장비 전문기업이다. 엠플러스는 전기
지난해 세계 경제 성장률 둔화, 우크라이나 전쟁 장기화, 인플레이션 압박, 통화긴축 기조 등 대내외 여건 불확실성이 확대된 데에 대한 여파로 주요 산업들이 대부분 부진했던 와중에 이차전지 산업은 전반기까지 급격하고 빠른 성장을 이뤘다. 그러나 작년 하반기부터 전기차 수요가 둔화되기 시작했다. 상반기까지만 해도 616만 대의 전기차가 출고되면서 전년 대비 약 40% 이상 상승하는 모습을 보였지만, 하반기 들어 주춤거리기 시작했다. 이번 호에서는 글로벌 이차전지 시장의 현황과 LFP 배터리 등 이슈에 대한 내용을 소개한다. 목차 Market Trend 주춤하는 전기차 시장, 업계 동향에 ‘주목’ Special Report 말 많은 중국산 LFP 배터리, 글로벌 시장 잠식하나 재활용 어려운 LFP의 배신…친환경성 확보 어떻게? ‘트럼프 리스크’ IRA 폐기 가능성…이차전지 업계 영향은? Industry Trend CES 2024 속 이차전지 기술 모아보기 헬로티 이동재 기자 |
올해 리튬이온배터리 에너지저장장치(LIB ESS) 시장 규모가 235GWh로 전년 대비 27% 성장할 것이란 전망이 나왔다. 금액 기준으로는 약 400억 달러(한화 약 53조 원)로 14%의 성장률이다. SNE리서치의 2024 글로벌 ESS 시장 전망(~2035)’ 보고서에 따르면, 2024년 LIB ESS의 시장 규모는 235GWh, 금액으로는 400억 달러 정도가 될 전망이다. 해당 시장은 2035년 618GWh, 800억 달러 규모까지 성장할 것으로 예측된다. ESS는 전력을 보관할 수 있다는 특징을 바탕으로 신재생에너지를 저장했다가 필요할 때 사용하는 스마트그리드 분야에서 크게 주목받고 있다. 특히 에너지밀도가 높은 리튬이온배터리를 사용한 ESS 시장이 크게 성장하는 중이다. 국내도 태양광 연계 ESS 사업이 크게 성장했으나, 2018년 국내 ESS 화재 사건이 연이어 발생하며 시장이 크게 위축됐다. 최근에는 산업자원부 주도의 ESS 산업 발전 전략이 발표되며 시장 회복이 기대되고 있다. 또한 국내 LIB 제조 업체인 LG에너지솔루션, 삼성SDI, SK온에서는 안전성이 높은 LFP 배터리를 ESS용으로 계획하며 ESS 시장에 대한 의욕을 밝히고 있다.
UNIST·한양대 공동연구팀, 유기 전극의 용출 억제하는 전해질 개발 유기 전극 기반 배터리의 수명을 늘릴 수 있는 방법이 개발됐다. 유기 전극 기반 배터리의 상용화를 앞당기고 관련 후속 연구에 기초가 될 것으로 기대된다. UNIST 에너지화학공학과 곽원진 교수팀이 한양대 기계공학과 최준명 교수팀과 공동으로 “유기 전극의 장점을 유지하면서 획기적으로 전지의 성능을 향상시킬 수 있는 전해질”을 개발했다고 밝혔다. 개발된 전해질은 유기 전극 활물질이 전해질로 녹아서 나오는 용출을 효과적으로 억제했다. 전극과 전해질의 계면 안정화를 유도해 전지의 수명 또한 늘렸다. 친환경적인 유기 전극 소재는 현재 리튬이온배터리에 활용되는 전이금속 기반 무기 전극 소재들을 대체하기 위한 차세대 전극으로 연구되고 있다. 하지만 전해질 안에서 발생하는 용출로 인해 전지의 수명이 짧아진다는 치명적 단점을 가진다. 곽원진 교수는 “기존에는 유기 전극 소재의 고분자화를 이용해 용출을 억제했지만 용량이나 출력에서 손해가 있었다”며 “본 연구는 전해질을 통해 제어하기 때문에 고분자화와 달리 용량의 손실이 없고 손쉽게 적용할 수 있는 접근법”이라고 설명했다. 개발된 전해질은 공용매를 첨가해 용
가격과 안정성을 강점으로 해 이륜차, 소형 전기차 및 ESS 산업에 침투할 것 최근 중국에서 상용화 단계에 들어선 나트륨이온배터리(Sodium-ion Batteries)가 향후 LFP 배터리보다 저렴한 가격으로 중저가 시장에 침투할 수 있다는 전망이 나왔다. 24일 SNE리서치의 ‘나트륨이온배터리 기술개발 동향 및 시장 전망(~’35)’ 리포트에 따르면, 나트륨이온배터리와 리튬이온배터리의 가격 차이는 2035년 최대 24%까지 발생할 전망이다. 이 차이는 리튬이온배터리 가운데서도 가격이 저렴한 것으로 알려진 LFP 배터리를 기준으로 한 것으로 NCM 양극재와 대비했을 때의 간극은 이보다 더 클 것으로 예상된다. 나트륨이온배터리는 리튬이온배터리가 주류인 이차전지 시장에서 가격 경쟁력에서 강점을 가지고 있는 차세대 배터리다. 나트륨을 원재료로 사용한 배터리로 에너지 밀도는 낮지만, 전기화학적 안정성이 높고 저온에서의 성능 저하가 심하지 않다. 향후 2025년 본격적인 양산 단계에 들어서며 향후 이륜차, 소형 전기차 및 에너지저장장치(ESS) 등의 산업에 사용될 전망이다. 나트륨이온배터리가 시장에 본격적으로 나서게 된 것은 2021년 중국의 배터리 기업인 CATL
고성능/고안정성 리튬음극 및 실리콘복합재 음극 설계 및 제조 연구 아이엘사이언스가 설립한 ‘차세대 이차전지 R&D 센터’(가천대소재)의 고재환 박사와 송성근 대표이사가 공동저자로 저술한 논문이 최고 권위의 국제 학술지 ‘카본(Carbon)’에 등재됐다. ‘차세대 이차전지 R&D센터’의 고재환 박사, 아이엘사이언스의 송성근 대표, 가천대학교 ‘전지 및 에너지 변환 연구소’(Energy Materials Lab)의 윤영수 교수 및 석사과정 강하은씨가 공동으로 저술해 발표한 논문의 제목은 ‘리튬이온배터리용 실리콘의 부피 팽창을 억제하고 전기 전도도를 높이기 위한 탄소 나노튜브와 그래핀을 활용하는 최근의 진전’이다. 아이엘사이언스와 가천대 연구진은 전고체 전지를 위한 차세대 음극(리튬음극, 실리콘음극)을 개발 중이며, 2019년부터 2023년까지는 실리콘음극 고성능화(부피팽창 억제, 실리콘함량 증대) 연구를 진행했다. 고재환 박사는 “실리콘은 높은 이론 비용량, 낮은 작동전위, 풍부한 자원 등이 장점으로 리튬과 마찬가지로 유망한 음극물질”이라며, “본 논문은 실리콘 음극의 고성능화를 위해 고강도/고전도성 카본나노 소재인 탄소 나노튜브와 그래핀을 활용한
“e-모빌리티 리튬이온배터리와 에너지 저장 시스템 수명 연장하고 안전 확보” NXP 반도체가 배터리 관리 시스템(BMS) 성능과 안전을 최적화하도록 설계된 차세대 배터리 셀 컨트롤러 IC를 출시했다. NXP MC33774 18채널 아날로그 프론트엔드 디바이스는 최소 0.8mV의 셀 측정 정확도와 넓은 온도 범위에서도 최상의 셀 밸런싱 기능을 제공한다. 더불어 안전이 중요한 고전압 리튬 이온(Li-ion) 배터리에 사용할 수 있도록 ASIL D를 지원해 가용 용량을 극대화한다. 리튬이온배터리는 부피와 무게 대비 에너지 밀도가 높고, 자가 방전이 적으며, 유지 관리가 쉽고, 수천 번의 충방전 주기를 견딜 수 있다. 이러한 장점으로 전기차에 주로 사용되며, 전기차 전체 비용의 약 30~40%를 차지한다. 일반적인 800V 리튬이온배터리 시스템은 직렬로 연결된 약 200개의 개별 셀로 구성된다. 수년에 걸친 수명 주기 동안 겪게 될 다양한 온도와 상황 속에서 배터리 팩 충전 상태(SoC)가 어떨지를 정확하게 예측하는 것은 매우 중요하다. NXP MC33774는 영하 40°C에서 영상 125°C까지의 온도 범위에서 수명 주기 전체를 아울러 정확한 셀 측정 데이터를 제
SES AI Corporation(이하 SES)가 13일 열린 ‘SES배터리 월드’ 행사에서 메이저 자동차 OEM과의 B샘플 공동개발협약(JDA) 체결 내용과 함께 리튬메탈 배터리의 상용화, 지상 및 항공 전기 운송의 미래에 대한 주요 이정표를 발표했다. SES는 데이터 투명성 유지라는 신념에 따라, 최근 발표한 100Ah 리튬메탈 셀 테스트 데이터를 소개했다. 리포트에 따르면, SES의 리튬 메탈 셀은 작은 4Ah이 50Ah와 100Ah로 확장할 때에도 그 성능이 매우 일관되게 유지됐다. 100Ah 리튬메탈 셀은 추운 환경에서도 높은 성능을 보였으며, 탁월한 고전력 성능을 발휘했다. 또한 외부 기관에서 실시한 과충전, 못 관통, 외부 단락, 열 안정성 테스트를 통과하였고, UN38.3 인증 또한 획득했다. SES의 설립자 겸 CEO인 치차오 후 대표는 "안전이 곧 품질이다. 대형 셀을 더 많이 생산할수록, 실질적 안전성 보장을 위해 완벽한 추적 기능을 갖춘, 보다 엄격한 품질 제조 시스템을 가동한다”며, “다양한 유형의 데이터를 수집하여 AI 기반의 안전성 소프트웨어인 아바타를 학습시킴으로써, 작년 60%에 불과했던 대형 리튬메탈 셀 상태 모니터링의 예측
저온 건식 재활용 기술 적용 대기 분위기서 CO2 배출 획기적 저감 흑연 함유량 적은 블랙매스와 흑연 분리 회수할 수 있는 단순화된 선별 공정 혁신 한국지질자원연구원 자원활용연구본부 김병수 박사 연구팀이 저온 건식 재활용 기술을 적용한 ‘리튬인산철(LFP) 폐배터리 재활용 기술 개발’에 성공했다고 밝혔다. 연구팀이 개발한 이 기술은 방전된 폐리튬이온배터리를 선별 공정 없이 단순 파쇄 후 1200°C 이하의 온도에서 부분 용융해 블랙매스(리튬 95% 이상 분리, 흑연 함유량 3% 이하)와 흑연을 분리 회수(80% 이상)할 수 있는 세계 최초의 친환경 저온 건식재활용 기술이다. 현재 폐배터리 재활용 기술은 대부분 NCM(니켈/코발트/망간) 또는 NCA(니켈/코발트/알루미늄) 배터리 계열에 적용된다. 특히 기계적 파분쇄→건조→물리적 선별→열 처리후 습식공정을 거치거나 질소 또는 대기분위기에서 1400°C 이상의 건식공정 처리 후 습식공정을 통해 재활용하고 있다. 2030년 전 세계에서 전기차에 사용되는 배터리 중 LFP 배터리가 55% 이상일 것으로 예상됨에 따라 환경․자원적 측면에서 LFP 배터리의 재활용 기술에 대한 연구개발이 필요한 시점이라는 지적이 있어 왔
마스크 폐기물을 첨단 물질로 가공해 배터리 성능을 향상시킬 수 있는 기술이 개발됐다. UNIST 에너지화학공학과 안광진 교수팀은 마스크 폐기물로부터 탄소나노튜브를 생산하고, 리튬이온배터리의 양극 도전재로 적용하는 공정을 개발했다. 제 1저자 남언우 연구원은 “마스크 폐기물로부터 탄소나노튜브를 생산하고 배터리 성능을 연구한 것은 플라스틱 업사이클링의 좋은 개발 사례”라며 “공정은 마스크 폐기물에만 한정되는 것이 아니라 유사한 구조를 가진 다른 폐플라스틱도 적용이 가능하다”고 전했다. 열분해는 대표적인 화학적 재활용 방식 중 하나로, 폐플라스틱으로부터 열분해유와 탄화수소 가스를 생산하는 기술이다. 이 과정에서 생성된 메탄, 에틸렌, 프로필렌 등의 탄화수소 가스는 고부가가치 탄소 소재인 탄소나노튜브(CNT) 합성을 위한 원료로 이용된다. 탄소나노튜브는 우수한 열·전기 전도성 및 기계적 강도로 인해 다양한 산업 분야에 응용된다. 안광진 에너지화학공학과 교수는 “‘열분해’와 고온에서 탄화수소를 분해하는 ‘화학기상증착’ 두 가지 기술을 순차적으로 활용하면 폐플라스틱을 업사이클링해 첨단 소재인 탄소나노튜브를 생산할 수 있다”고 언급했다. 탄소나노튜브는 리튬이온 배터리의
IRA 핵심 광물 지정 유력…2025년 10조 원 규모 전망 SK넥실리스, 연 5만 2000톤 생산 능력 2025년 25만 톤까지 확대 목표 롯데에너지머티리얼즈, 연 6만 톤인 생산 규모 2028년까지 24만 톤으로 전 세계적인 전기차 시장의 성장과 함께 전기차의 핵심인 이차전지의 수요가 급증하면서, 이차전지 제조의 핵심 부품 중 하나인 동박 제조 회사에 많은 관심이 쏠리고 있다. 동박은 이차전지 음극재의 전극 소재로 사용되는 구리판으로 리튬이온배터리의 음극을 감싸는 집전체로 쓰인다. 배터리 충·방전 시 전기화학반응이 일어날 수 있도록 전자를 활물질로 전달하거나 내보내는 역할을 한다. 특히 10㎛(마이크로미터·100만분의 1ｍ)보다 얇기 때문에 제조 공정이 까다롭고 제조 기업의 진입 장벽이 높은 편이다. 최근 중국발 공급 과잉에 따른 제품 가격 하락, 전기차 시장 수요 부진 등 이슈로 인해 국내 동박 업체들의 실적이 떨어졌지만, 그럼에도 회사들은 여전히 전기차 시장의 성장 가능성에 긍정, 과감한 투자를 지속하고 있다. 아울러 미국의 인플레이션 감축법(이하 IRA)에 동박이 핵심 광물로 지정되는 것이 유력해지면서 동박 시장의 성장 가능성은 더욱 높게 점쳐지는
고속 충·방전 테스트서 99.8% 쿨롱 효율 보여… ACS Energy Lett. 게재 성냥개비 성분인 적린과 카본을 코팅시켜 성능을 향상시킨 흑연 음극재가 개발됐다. 흑연 음극재의 성능 향상으로 전기차, 항공, 고속 충전 전지 등 다양한 분야에 활용될 수 있을 것으로 기대를 모은다. UNIST 에너지화학공학과 이현욱 교수팀은 기화-응결 방법을 이용해 적린과 카본이 코팅된 다공성 흑연 음극재인 ‘흑연-인 복합체’를 개발했다고 밝혔다. 개발된 복합체는 적린과 카본 코팅층의 이점을 이용해 흑연 표면에 생성되는 전자와 리튬 이온의 전도도를 높인다. 향상된 전도도는 고속 충전 시 전극 표면에만 집중되던 리튬 이온을 확산시켜 충전을 균일하게 만들 뿐 아니라, 배터리에 문제를 일으키는 수지상 형성을 억제해 배터리 안정성 또한 향상시켰다. 음극재 개발은 배터리 안정성에 있어 매우 중요하다. 흑연과 같은 음극은 충전할 때 생기는 리튬 농도 집중 현상으로 리튬의 이동이 제한된다. 이와 같은 충전의 불균일성은 상단부에 수지상 형성을 일으켜 배터리의 성능을 저하시킨다. 이현욱 에너지화학공학과 교수는 “이러한 비균일성을 완화하기 위해서 전극의 충전 과정에서 리튬 이온의 농도를 균
SK온 新고체전해질 개발, 삼성SDI 시제품 생산, LG엔솔 원천기술 확보 국내 배터리 업계가 차세대 전지인 전고체 배터리 상용화를 향해 기술 개발에 속도를 내고 있다. 전고체 배터리는 양극과 음극 사이에서 이온을 전달하는 전해질을 기존 액체에서 고체로 대체해 안전성과 성능 면에서 진일보한 배터리다. 기존 리튬이온 배터리보다 에너지 밀도가 높고, 유기 용매가 없어 화재나 폭발 위험성이 작다는 장점에 '꿈의 배터리'로도 불린다. 3일 업계에 따르면 SK온은 최근 세계 최고 수준의 리튬이온전도도를 갖춘 산화물계 신(新)고체전해질 공동 개발에 성공했다. SK온이 단국대 신소재공학과 박희정 교수 연구팀과 공동 개발한 산화물계 고체전해질 관련 연구 결과가 국제 학술지 '어드밴스드 펑셔널 머티리얼스' 표지논문으로 실렸다. 이 기술로 국내외 특허 출원도 마쳤다. 연구진은 산화물계 고체전해질 소재인 LLZO(리튬·란타넘·지르코늄·산소)의 첨가물질을 조정해 리튬이온전도도를 기존보다 70% 개선했다. 리튬이온전도도는 전해질 내 리튬이온의 이동 속도다. 속도가 빠를수록 배터리 출력이 커지고 고속으로 충전된다. 이 고체전해질은 SK온이 개발 중인 고분자·산화물 복합 배터리에 적용
이차전지 핵심소재 기술을 개발·생산하는 스타트업 코리너지솔루션이 퓨처플레이로부터 시드 투자를 유치했다고 11일 밝혔다. 투자 금액은 비공개다. 전기차 수요가 확대되며 이차전지 시장이 급속히 성장함에 따라 리튬이온배터리의 성능 향상이 중요한 과제로 떠오르고 있다. 양극재의 경우 전기전도도, 열전도도, 인장강도가 높은 CNT 특성에 따라 기존 카본블랙 대신 CNT를 도전재에 도입하고자 하는 움직임 본격화되고 있지만 CNT 물성 특성을 충분히 발휘하기 위해서는 지금의 CNT 분산 기술로는 한계가 있다. 코리너지솔루션은 양극재에 CNT 도전재를 코팅할 경우 별도의 도전재를 사용하지 않기 때문에 분산의 문제를 원천적으로 회피하여 고함량, 고밀도 전극을 수득할 수 있다는 연구 결과를 토대로, 이를 상업화하기 위한 기술 및 공정을 개발하고 있다. 아울러 CNT 코팅 양극재를 건식 전극 공정에 적용할 경우, 공정 난이도를 낮추고 품질을 획기적으로 개선할 수 있음을 밝혀, 미래 혁신 공정 기술로 주목받는 건식전극기술의 핵심 소재로서, 소재/공정/셀 기술 전체에 아우르는 초격차 기술을 확보할 수 있을 것으로 기대하고 있다. 또한, 음극재의 경우 기존 흑연 소재 대비 에너지 밀
이차전지 소재·부품·장비 리사이클링 컨퍼런스 1일 코엑스서 개최 탄소중립, 에너지 전환 등 이슈와 함께 글로벌 이차전지 시장은 나날이 성장하고 있다. 우리 정부는 지난 2021년부터 이차전지를 반도체, 인공지능, 첨단로봇 등과 함께 ‘국가필수전략기술’로 지정하고 해당 분야의 국제 주도권을 확보하기 위해 적극 지원하고 있다. 이차전지 전문 시장조사 기관 SNE리서치에 따르면, 올해 상반기 글로벌 전기차 배터리 사용량은 지난해 같은 기간보다 50.1% 늘어난 것으로 나타났다. 이중 국내 배터리 3사는 전체 전기차 배터리 사용량 중 23.9%를 점유했다. 이러한 흐름에 따라 이차전지 특화단지 지정 등 이차전지 산업을 둘러싼 국내 산업 생태계 구축이 가속화되고 있는 가운데, 소재, 부품, 장비, 재활용 등 이차전지를 둘러싼 다양한 산업의 현황과 전망 등을 확인할 수 있는 행사가 열렸다. 이차전지 소재·부품·장비 리사이클링 컨퍼런스(이하 Battery Korea 2023)이 1일 서울 코엑스 그랜드볼룸에서 개최됐다. 행사장에서는 국내외 이차전지 산업 관계자들이 모여 이차전지 시장 전망을 비롯해 관련 정책과 신기술, 투자 전략 등을 심도 있게 논의하고 정보를 공유했다.
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