[이코노믹리뷰=김동규 기자] 전기차 배터리 시장이 커지면서 자연스럽게 배터리 소재 시장도 함께 주목을 받고 있다. LG화학, 삼성SDI, SK이노베이션이 공격적인 투자 계획을 속속 발표하는 가운데, 이들 배터리 제조사에 배터리 핵심 소재를 공급하는 업체들도 덩달아 주목을 받고 있다. 배터리 용량을 결정하는 양극재 생산 업체들도 성장성이 기대된다.
양극재는 배터리의 4대 구성요소(양극재, 음극재, 전해액, 분리막) 중 하나다. 양극은 주로 리튬과 산소가 결합된 리튬산화물로 구성된다. 양극재(양극활물질)는 리튬과 금속성분의 조합으로 만들어지는데 어떤 식으로 금속을 조합하느냐에 따라 배터리 밀도 차이가 발생한다. 업계에 따르면 이런 이유에서 양극재가 배터리 제조 비용의 40%를 차지한다.
양극재의 종류는 크게 5가지 정도다. 니켈(Ni), 코발트(Co), 망간(Mn), 알루미늄(Al) 등을 조합해 만드는데 NCM(니켈코발트망간), NCA(니켈코발트알루미늄), LMO(리튬망간산화물), LCO(리튬코발트산화물), LFP(리튬인산철)이 대표적인 양극재다.
하이 니켈(High Nickel)양극재 주목
니켈은 2차전지 양극재로 사용되는 활물질 제조에 사용된다. 니켈 비중이 높을수록 배터리 밀도가 높아진다. 전기차 배터리의 주행 거리를 높이기 위해서는 니켈 함량을 높여야 한다. 하이 니켈 양극재란 소재 내 니켈이 차지하는 비중이 70~80% 이상인 양극활물질을 의미한다.양극활물질은 보통 NCM(니켈코발트망간), NCA(니켈코발트알루미늄)이 사용된다.
하이 니켈 양극재를 사용하면 배터리 에너지 밀도 개선, 안전성과 수명 증가, 비용 절감이 가능하다는 것이 업계의 설명이다. 이런 이유에서 니켈 양극재는 현재 가장 널리 쓰이는 양극재가 됐다.
1990년대 초에는 에너지 용량과 수명 특성이 양호한 LCO가 광범위하게 사용됐다. 1990년대 말부터 LCO사용 전지가 발화, 폭발사고위험이 증가하자 LNO, LMO, LFP와 같은 소재가 개발됐다. 이후 2000년대 초에 NCA가 등장했다.
NCA 양극재는 니켈의 에너지 밀도, 코발트·알루미늄의 니켈 원자 움직임 억제 등의 장점을 조합해 2차전지에서 높은 에너지 밀도와 고출력을 구현했다. NCM은 2000년대 후반 NCA의 안전성 문제를 개선하기 위해 등장했다. 하이 니켈 양극재는 가격이 비싼 코발트 함량을 줄일 수 있어 가격 경쟁력 향상에도 도움을 준다.
국내 대표 양극재 제조사 에코프로비엠·엘앤에프
한화투자증권에 따르면 국내 하이 니켈 양극재 업체들은 2018년에 이뤄진 증설로 올해와 내년부터 대규모 양극재 생산이 가능할 것으로 전망된다. 현재 국내 대표 하이 니켈 양극재 제조 업체는 에코프로비엠과 엘엔에프다. 에코프로비엠은 니켈 함량이 80~90% 이상인 NCA와 NCM811 양산이 가능한 세계 유일의 업체다. 엘엔에프는 니켈 함량이 70~80%이상인 NCM양극재를 양산할 수 있는 시설을 갖춘 것으로 알려졌다.
한화투자증권은 “에코프로비엠의 연간 하이 니켈 양극재 생산량은 올해 3만t 규모에서 2023년 18만t 규모까지 늘어날 것으로 예상한다”면서 “엘엔에프도 올해 1만 9000t 규모에서 추가증설이 완료되는 2022년경에는 6만t까지 늘어날 것으로 전망한다”고 밝혔다. 에코프로비엠의 NCA 생산은 최근 증설로 올해 안에 글로벌 생산량 1위에 올라갈 것으로 업계는 보고 있다.
한화투자증권은 “에코프로비엠은 하이 니켈 양극재 시장에서 선두 공급업체의 지위를 유지할 것으로 본다”면서 “NCA 양극재 시장은 에코프로비엠을 포함한 3개 업체가 시장의 90% 이상을 차지하는 과점체제가 유지되고 있고, 올해 캐파 증설이 마무리되면 NCA 생산 글로벌 1위에 올라설 것”이라고 밝혔다.
시장조사업체 SNE리서치에 따르면 2018년 기준 NCM 등 전체 글로벌 양극재 생산에서 에코프로비엠은 5위, 엘앤에프는 7~8위권인 것으로 나타났다. SNE리서치는 올해부터는 중국의 샨샨(ShanShan)이 1위에 오를 것으로 전망했다. 2018년 1위였던 유미코아(Umicore)는 올해 2위로 내려갈 것으로 예상됐다.
한국투자증권에 따르면 세계 양극재 수요는 2017년 31만t 규모에서 2025년 341만t 규모로 연평균 35%의 성장세를 보일 것으로 전망됐다.
업계 관계자는 “한국 전기차 배터리 업체들의 생산 규모가 늘어 동시에 소재를 생산하는 업체들의 성장도 기대된다”면서 “특히 배터리 용량에 직결되는 양극재 생산 업체들의 성장이 기대된다”고 밝혔다.