[기획연재 Ⅰ] 말 많은 중국산 LFP 배터리, 글로벌 시장 잠식?[기획연재 Ⅱ] LFP의 배신…친환경성 확보 어떻게? [기획연재 Ⅲ] 겨울철 LFP 배터리 들어간 전기차 타도 될까? LFP 배터리 특허의 역사 리튬인산철(LFP) 양극 물질을 처음 발견한 사람은 2019년 노벨화학상을 수상한 존 구디너프 교수다. 구디너프 교수가 1995년 미국 오스틴에 있는 텍사스 대학교에서 LFP 양극 물질을 처음 발견하고 특허를 등록한 이후 프랑스의 배터리 과학자인 미셸 아르망(Michel Armand)이 하이드로 퀘벡, 몬트리올 대학교의 과학자들과 함께 LFP에 탄소 코팅을 하면 전도성이 향상된다는 점을 발견하고 후속 특허를 등록했다. 2003년 하이드로퀘벡과 몬트리올대학이 일반 기업에 LFP를 상업적으로 이용할 수 있는 라이선스를 최초로 부여했고, 하이드로퀘벡은 전 세계 국가에 특허를 등록한다. 중국에는 2003년 특허 신청을 냈고 중국의 지적재산권국은 2008년 9월 특허 신청을 받아들인다. 그런데 2010년 중국배터리공업협회가 국가특허국 재심위원회에 LFP 특허 무효 소송을 제기, 재심위원회가 무효 판결을 내린다. 자국 내에서 해당 특허를 무효화한 것이다. 이를
메디콕스가 미국 이차전지 전문회사 이오셀(Eocell)과 ‘고객 맞춤형 이차전지 사업 설명회’를 개최한다고 12일 밝혔다. 이번 설명회는 메디콕스-이오셀 합작법인(JV)의 배터리 소재, 셀, 팩의 제조 및 유통∙판매 등 이차전지 산업의 전반적인 내용을 주제로 오는 16일 개최된다. 이 자리에서는 메디콕스 현경석 대표, 이오셀 알버트 주(Albert Zou) 대표, 패트릭 그레이(Patrick Gray) 총괄사장 등 양사 경영진 등이 참석한 가운데 각 금융기관 및 관련 산업 관계자, 기자 등을 대상으로 합작법인 소개 및 향후 사업 계획을 공유할 예정이다. 양사가 추진하는 고객 맞춤형 이차전지 사업은 고객사의 요구에 맞춰서 원통형 및 각형 등 배터리셀 형태, 리튬인산철(LFP)·니켈코발트망간(NCM)·니켈코발트알루미늄(NCA)·니켈코발트망간알루미늄(NCMA) 등 다양한 양극재를 조합해서 맞춤형 배터리셀을 제조 및 공급하는 것이다. 이오셀은 국내 메이저 배터리 회사에서 핵심 설계 개발 등을 담당했던 인재가 주축을 이뤄 설립된 회사다. 차세대 고용량, 고에너지셀, 급속충전 배터리 기술을 보유해, 유럽 주요 자동차 업체에 배터리를 공급했으며, 현재 노르웨이 배터리 회
글로벌 시장에서 중저가 전기차를 겨냥한 인산철(LFP) 배터리 채택이 늘면서 LFP 배터리에 주력하고 있는 중국 기업들이 전기차 시장을 장악해 삼원계(NCM) 배터리를 주로 만들어온 한국 기업들의 입지가 좁아지는 것이 아니냐는 우려가 계속해서 제기되고 있다. 중국산 저가 제품의 공세에 국내 산업이 잠식되다시피 어려워진 사례는 이미 여러 차례 있어 왔다. 국내 태양광 셀 시장에서 중국산 제품의 비중은 2018년 30% 수준에서 작년 기준 70%까지 2배 이상 치솟아 국내 부품 업체들을 어려움에 몰아넣었다. 또 그동안 글로벌 시장에서 점유율 1위 자리를 굳건히 지켜온 한국의 디스플레이는 LCD 품목에서 저가 물량 공세를 앞세운 중국에 밀려 2021년 전체 점유율 부분에서 역전당했다. 격차는 지금도 계속해서 벌어지고 있다. 국내 배터리 기업들이 그간 신경쓰지 않았던 LFP 배터리 개발에 대해 언급하며 LFP 배터리 대세론에 대해 어느 정도 인정하는 자세를 취하고 있는 만큼, LFP 배터리를 완전히 무시할 수는 없는 상황. 이에 본지는 LFP 배터리의 장단점을 따져보고 과연 LFP 배터리의 미래는 어떨지 전망해보는 LFP 배터리 특집 기획 연재를 진행하고 있다. 첫
이차전지 산업을 둘러싼 수많은 화두 중 현재 가장 뜨겁게 논란이 되고 있는 키워드는 바로 중국시장을 중심으로 빠르게 세를 늘리고 있는 인산철(LFP) 배터리일 것이다. 시장조사기관에 따르면 LFP 배터리는 중국 배터리 업체들이 주력하고 있는 배터리 종류로 연간 생산되는 순수전기차에 탑재된 비율이 2018년 8%에서 지난해 40%까지 5배 이상 늘었다. 점유율이 이토록 급격히 확대된 데에는 물론 중국 정부의 내수 시장 일감 몰아주기 전략이 큰 영향을 끼쳤지만, 주요 글로벌 완성차 업체들이 LFP 배터리를 자사 전기차에 탑재하겠다고 하나둘 발표하고 나서고 있는 만큼, 글로벌 시장에서의 영향력을 마냥 과소평가할 수만은 없다는 목소리가 나오고 있다. 현대자동차그룹, KG모빌리티 등 국내 완성차 업체들도 가격 경쟁력을 이유로 들며 저가의 소형 전기차를 위주로 중국산 LFP 배터리를 탑재하겠다고 선언하고 나선 만큼, 국내 이차전지 업계에도 영향이 있을 전망이다. LFP 배터리는 성능, 안전성 등 측면에서 국내 배터리 회사들이 주력해온 삼원계(NCM) 배터리와 비교되며 투자자들 사이에서도 갑론을박이 오가고 있다. 전문가들 사이에서도 과연 LFP 배터리가 계속해서 점유율을
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
CATL, 중국 제외 시장서 27.2% 시장 점유율로 LG에너지솔루션 턱밑 추격 테슬라, 폭스바겐, 벤츠 등 글로벌 車 업체, LFP 배터리 채택 추세 LG엔솔, 삼성SDI, SK온은 기술 초격차, 포트폴리오 다변화로 대응 전략 구축 낮은 기술력의 한계로 대세가 되기는 힘들 것이라 점쳐졌던 중국 배터리가 결국 판을 뒤집는 모양새다. 중국을 제외한 글로벌 시장에서 중국 배터리 회사의 시장 점유율은 올해 상반기 32.9%를 기록했다. 그중 중국 배터리 회사의 대표격인 CATL은 27.2%의 시장 점유율을 달성해, 선두인 LG에너지솔루션(28.7%)을 턱밑까지 추격해 왔다. 자국 내수용일 뿐이라는 그동안의 평가를 뒤집는 결과다. 중국 시장을 포함하면 순위표는 완전히 달라진다. CATL의 압도적인 선두다. 출하량 기준 32.7%의 점유율은 LG에너지솔루션(16.5%), SK온(7.0%), 삼성SDI(5.1%) 등 국내 배터리 제조사들의 점유율을 합친 것보다 높다. 사실 CATL보다 BYD의 성장세가 더욱 괄목할 만하다. 중국 전기차 및 이차전지 제조사 BYD는 올해 1월부터 7월까지 글로벌 시장(중국 포함) 배터리 사용량에서 전년 동기 대비 94.1% 성장하면서 L
2045년에는 전기차 폐배터리 재활용을 통해 배터리 핵심 원료인 수산화리튬을 2만t(톤)가량 조달할 수 있다는 연구 결과가 나왔다. 대한상공회의소는 이런 내용을 담은 '전기차 폐배터리 재활용산업의 원료조달 효과성 분석' 보고서를 23일 발표했다. 보고서는 대한상의가 김유정 한국지질자원연구원 책임연구원에 분석을 의뢰해 작성됐다. 보고서에 따르면 국내 전기차 보급 확대에 따라 폐배터리 재활용도 늘어나고, 2035년 이후에는 배터리 생산에 필요한 핵심원료의 자체 조달분도 급증할 것으로 보인다. 구체적으로 2045년에 수산화리튬 2만t을 전기차 폐배터리 재활용으로 회수할 수 있을 것으로 전망했다. 이는 지난해 수산화리튬 수입량의 28%에 해당한다. 수산화리튬의 중국 수입 비중은 82%에 달했다. 또 수산화리튬 2만t은 약 63만개의 NCM(니켈·코발트·망간) 811 배터리를 새로 만들 수 있는 분량이라고 보고서는 분석했다. NCM 811은 니켈, 코발트, 망간이 8:1:1 비율로 함유된 배터리 규격을 뜻한다. 2045년이 되면 수산화리튬 외에도 황산망간 2만1천t, 황산코발트 2만2천t, 황산니켈 9만8천t가량을 회수할 수 있을 것으로 보고서는 전망했다. 보고서는
연산 9만t…고성능 전기차 100만대분 포스코케미칼이 연산 9만t(톤)의 세계 최대 규모 양극재 공장을 완공하고 본격적인 가동에 들어간다. 포스코케미칼은 10일 전남 광양에서 민경준 사장, 한성희 포스코건설 사장, 정인화 광양시장 등이 참석한 가운데 양극재 광양공장 종합 준공식을 했다고 밝혔다. 포스코케미칼은 이번 양극재 공장 종합 준공으로 현재 연간 3만t인 양극재 생산능력을 9만t까지 끌어올렸다. 이는 단일 공장 기준 세계 최대 생산능력으로, 고성능 전기차 100만여대 분의 배터리를 만들 수 있는 규모다. 이로써 포스코케미칼은 구미공장(연산 1만t), 중국 절강포화 합작공장(연산 5천t)을 포함해 총 10만5000t의 양극재 연간 생산능력을 갖추게 됐다. 양극재 광양공장은 2018년 연산 5000t 규모의 1단계 생산공장 건설에 착공한 이후 총 4단계의 증설을 거쳐 4년 3개월만에 종합 준공됐다. 부지 면적은 축구장 23개 크기인 16만5203㎡에 달한다. 차세대 전기차 배터리 소재인 하이니켈 NCMA(니켈·코발트·망간·알루미늄)와 NCM(니켈·코발트·망간) 양극재를 주력 생산해 글로벌 배터리·완성차 기업에 공급할 예정이다. 하이니켈 양극재는 배터리 용량
'원통형'과 '리튬인산철(LFP)'이 최근 국내 전기차 배터리 시장의 핵심 키워드로 부상하고 있다. 중국산 저가형 배터리 공세에 밀려 국내 배터리 업계의 글로벌 시장점유율이 갈수록 하락하는 가운데 신규 폼팩터(형태)와 소재 다각화를 통해 새로운 시장을 개척하려는 움직임이 활발하다. 7일 업계에 따르면 파우치형과 각형에 밀려 입지가 좁아졌던 원통형 배터리가 부활 조짐을 보이고 있다. 원통형은 가장 기본이 되는 배터리 형태로, 비용과 안정성 측면에서 강점이 있는 것으로 평가된다. 하지만 공간 효율성이 떨어지고 에너지 밀도가 낮다는 점 때문에 전기차 시장에서 외면받고 주로 전동공구 등에 사용돼왔다. 실제 시장조사업체 SNE리서치에 따르면 전기차 배터리 시장에서 원통형 배터리 점유율은 2018년 29%, 2020년 23%, 2022년 1분기 15.6%로 계속 하락했다. 이런 상황에서 변화를 일으킨 것은 '4680' 원통형 배터리를 채택하기로 한 테슬라였다. 4680 배터리는 시장의 판도를 바꿀 '게임 체인저'로 주목받는다. 지름 46㎜, 길이 80㎜를 뜻하는 4680 배터리는 기존 배터리보다 에너지 밀도는 5배, 출력은 6배 각각 높이고 주행거리를 16% 늘린 것이
연간 약 1000톤/metal ton의 탄산리튬을 폐배터리 원료로부터 회수할 예정 코스모화학은 6월 21일 이사회를 개최해 이차전지 원료인 탄산리튬 생산 설비투자에 대해 결의했다고 공시를 통해 밝혔다. 투자비는 159억 원이다. 이번 탄산리튬 설비투자는 작년 8월 투자 결정으로 진행 중인 폐배터리 리사이클 사업의 일환이다. 기존 니켈과 코발트 회수뿐 아니라 최근 이차전지 핵심원료중 가장 가격이 급격하게 오르는 리튬을 추가적으로 회수해 폐배터리 리사이클 사업의 매출과 수익성을 높이고 판매 제품의 다양성을 높임으로써 사업을 보다 안정적으로 진행하는 효과를 보게 될 전망이다. 코스모화학은 작년 8월 300억 원의 투자금액으로 도시광산으로 불리우는 폐배터리 리사이클 사업 투자를 발표하고 현재 공사를 진행 중이다. 기존 투자에는 폐배터리 원료로부터 이차전지 양극재 핵심소재인 니켈 4000톤/metal ton, 코발트 800톤/metal ton을 회수하게 되는 공정으로 코스모화학이 최근 유무상증자를 통해 재원을 확보하고 있다. 이번에 투자 결정한 리튬은 최근 전기차 수요확대에 따른 수급불균형으로 가격이 급등하는 이차전지 핵심소재다. 한국자원정보서비스에 따르면, 지난 8
원자간력 현미경·엑스레이 회절·흡수 스펙트럼 활용한 리튬이온 이동 영상화 기술 개발 KAIST 신소재공학과 홍승범 교수 연구팀이 고용량 리튬이온배터리를 충‧방전할 때 리튬이온이 움직이는 모습과 전자들이 움직이는 전도 경로 및 격자들의 움직임을 원자간력 현미경과 엑스레이 회절 및 흡수 패턴을 분석해 영상화하는 데 성공했다고 28일 밝혔다. 연구팀은 원자간력 현미경의 모드 중에서 전기화학적 변형 현미경(이하 ESM)과 전도성 원자간력 현미경(C-AFM)을 활용해, 친환경차 배터리에 적용되는 고용량 양극재인 NCM622 시료의 충방전상태에 따른 리튬이온의 나노스케일 분포도를 영상화했다. 또 이를 근단엑스선형광분광계(NEXAFS), 엑스선회절패턴(XRD pattern)과 비교 분석해 리튬이온이 양극재에 확산해 들어갈 때 산소팔면체에 들어가면서 니켈과 산소의 결합이 이온 결합에서 공유 결합으로 바뀌면서 전기전도도가 낮아지는 현상을 검증하고, 상관관계가 있음을 밝혀냈다. 리튬이온전지는 스마트폰과 전기차 그리고 드론을 비롯한 각종 이동 수단에 필수적인 에너지 저장 매체로 사용되는 만큼, 리튬이온전지의 에너지 용량, 충전 속도 등의 전기화학적 특성을 향상하려는 연구들이 많
에스엠랩, 망간산화물계 단결정 소재 기술 개발·준양산 검증 완료 에스엠랩(SMLAB)이 망간과 니켈로만 구성된 단결정 양극재를 개발하는 데 성공했다고 17일 밝혔다. 개발된 양극재는 기존 저가형 배터리에 쓰이는 소재보다 에너지 밀도가 2배 이상 높아 전기차의 주행거리가 짧다는 단점을 극복할 수 있을 것으로 보인다. 배터리 양극재는 전체 배터리 가격에서 35% 이상을 차지할 정도로 고가다. 이 때문에 테슬라는 지난해 기본형 모델 전기차에 저가형 LFP 소재를 사용한 배터리를 탑재하겠다고 밝혔다. LFP 양극재는 기존 전기차 배터리 양극재보다 3배 가까이 싸지만, 에너지 밀도가 낮다는 단점이 있다. 에스엠랩이 개발한 소재는 비싼 코발트를 빼고 값싼 망간과 니켈을 3:1의 비율로 섞은 소재지만, 에너지 밀도가 LFP보다 2배 이상 높다. 또 망간계 전극 소재의 문제점인 낮은 출력 특성도 전도성 코팅을 독자 개발해 극복했다. 조재필 대표는 “해외 고객사와 양산 검증을 거쳐 2022년 4분기부터 전기차용 배터리 실증 테스트를 계획하고 있다”고 밝혔다. 그간 LFP 배터리 생산은 중국이 주도해 왔다. 최근 테슬라 외에도 포드, 폭스바겐 등이 LFP 배터리 채택을 검토이
헬로티 서재창 기자 | CATL이 현대차에 리튬인산철(LFP) 배터리 공급을 위해 한국에 지사를 설립했다고 기술 전문 매체인 IT즈자(之家)가 내부 소식통을 인용해 17일 보도했다. IT즈자에 따르면, CATL은 이미 한국에 지사를 설립했으며 이는 일본, 독일, 미국, 프랑스에 이어 다섯 번째 해외 지사다. 소식통은 "CATL 한국 지사에 지사장 1명과 직원 2명이 있으며 업무 진행 상황에 따라 직원이 더 늘 것"이라고 전했다. 다른 소식통은 "CATL이 한국 지사를 설립한 것은 현대차에 LFP 배터리를 공급하기 위한 것"이라고 말했다. CATL이 제조하는 LFP 배터리는 한국 업체들의 주력 제품인 니켈 함량이 높은 NCM(니켈·코발트·망간) 등 삼원계 리튬이온 배터리와 달리 저렴한 가격이 장점으로, 중국 기업들이 전체 생산량의 90% 이상을 생산하고 있다.
헬로티 이동재 기자 | 차세대 배터리가 전고체 전지라는 것은 주지한 사실이다. 글로벌 완성차 업체와 배터리 제조사 들이 전고체 전지 관련 연구에 막대한 자금을 쏟아붓고 있다. 특히 리튬이온배터리 시장에서 중국과 한국에 다소 밀려 입지가 좁아진 일본 기업들이 필사적이다. 도요타와 파나소닉은 전고체 전지 개발에 회사의 사활을 걸고 있다. 국내 배터리 제조사들도 열심이다. 삼성SDI는 오는 2025년 전고체 배터리 시제품을 공개하고 2년 뒤인 2027년 양산에 나서겠다고 밝혔고 LG에너지솔루션도 당초 2030년이었던 전고체 배터리 양산 목표연도를 2027년으로 앞당겼다. SK이노베이션 역시 2030년을 전고체 배터리 양산의 해로 정하고 연구를 진행 중이다. 압도적인 안전성을 자랑하는 전고체 배터리가 다음 세대의 주요 배터리가 될 것은 자명하지만 기업들의 양산 목표 연도에서 알 수 있듯, 아직 현실적으론 멀다. 기술적인 문제에 발목이 잡혀 있다. 와중에도 전 세계에서 전기차 생산량은 폭발적으로 증가하고 있다. 전기차 시장은 전고체 전지 개발을 느긋하게 기다려주지 않는다. 전기차를 생산하고 있는 완성차 기업과 이차전지 제조사 들은 전고체 전지 개발과 더불어, 현존하는
헬로티 이동재 기자 | 한국은 글로벌 전기차 시장 팽창과 함께 나날이 경쟁이 치열해지는 이차전지 산업 선도국이자 강국이다. 전 세계를 무대로 순위를 다투는 기업이 세 개나 있다. LG에너지솔루션, 삼성SDI, SK이노베이션이 그 주인공이다. 2020년 한해 전 세계에 신규 등록된 전기차의 배터리 에너지 총량은 142.8GWh로 전년 동기 대비 21% 증가했는데 그 중, 한국계 3사는 모두 두 자릿수 이상의 성장세를 기록하면서 큰 폭으로 점유율을 늘리는 데 성공했다. LG에너지솔루션은 작년 한해 33.5GWh의 배터리 사용량을 기록, 시장 점유율을 두 배 이상 끌어올려 중국 기업 CATL에 이어 글로벌 2위를 기록했고, 삼성SDI와 SK이노베이션은 각각 8.2GWh와 7.7GWh의 배터리 사용량을 기록하며 글로벌 TOP10의 입지를 공고히 했다. 지난 11일 막을 내린 ‘인터배터리 2021’에서는 한국 대표 배터리 3사의 사업 현황과 비전 등을 확인할 수 있었다. 업계 최초 4원계 NCMA 배터리 시제품 공개한 LG에너지솔루션 LG에너지솔루션은 테슬라, 폭스바겐 등 유럽 거대 완성차 기업들에 배터리를 공급하고 있다. 아우디의 전기차 모델 ‘E-tron’, 폭스
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