
포스코‧SMM, NCA 생산능력 확대 경쟁 … 나노원도 도전장
LiB(리튬이온전지) 양극재 시장 주도권을 확보하기 위한 경쟁이 한창이다.
일본에서는 스미토모금속(SMM: Sumitomo Metal Mining)이 양극재 생산을 확대하고 있다.
스미토모금속은 2020년부터 추진해온 이소우라(Isoura) 공장 증설을 마치고 NCA(니켈‧코발트‧알루미늄) 생산능력을 월 4850톤으로 300톤 확대했다. 2027년 월 1만톤 체제를 확립하기 위해 우선 2025년까지 생산능력을 현재보다 2000톤 많은 7000톤으로 확대하는 것을 목표로 하고 있다.
스미토모금속은 자동차용 배터리 양극재 메이저 가운데 하나로 LiB용 NCA와 NMC(니켈‧망간‧코발트), 니켈수소 배터리용 수산화니켈 등을 개발 및 생산하고 있다.
니켈 광석을 베이스로 한 서플라이체인 사업모델이 강점이며 자동차 배터리 분야에서는 NCA를 통해 글로벌 시장점유율 1위를 달리고 있다.
스미토모금속은 2021년 4-12월 배터리 소재를 생산하는 소재 사업부 매출이 2036억9300만엔으로 전년동기대비 35.1% 증가했고 영업이익은 202억6800만엔으로 3배 폭증했다.
NMC는 도요타(Toyota Motor)의 하이브리드자동차(HV) 야리스에 채용되는 등 세계 각지에서 채용실적을 거두고 있다.
최근 일본 배터리 생산기업과 자동차기업들이 배터리 생산 강화 투자를 본격화하고 있어 스미토모금속도 2025년까지 470억엔을 투자해 하리마(Harima) 공장 증설 및 벳시(Besshi) 지역 신규공장 건설 등을 추진함으로써 양극재 생산능력을 월 7000톤으로 확대할 방침이다.
기존 수요기업의 수주에 대응하는 것은 물론 신규 수요기업 확보에도 속도가 붙을 것으로 기대하고 있다.
일본 정부는 배터리 및 관련 소재 공장 건설을 지원하기 위해 2021년 추가경정예산으로 1000억엔을 계상했고 스미토모금속은 2025년 완료 예정인 투자에 정부 지원금을 활용할 수 있도록 신청에 나섰다.
국내에서는 포스코케미칼, LG화학이 양극재 투자를 확대하고 있다.
특히, 포스코케미칼은 GM과 양극재 합작법인 얼티엄캠(Ultium CAM)을 설립하고 캐나다 퀘벡주 베캉쿠아(Becancour)에 전기자동차 약 22만대에 하이니켈 양극재를 공급할 수 있는 3만톤 공장을 건설할 계획이다.
포스코케미칼은 얼티엄캠 합작을 계기로 GM과 LG에너지솔루션의 배터리 합작기업인 얼티엄셀즈(Ultium Cells)와 2025년부터 8년 동안 양극재를 공급하는 장기계약을 체결했고 2022년 7월 완공을 목표로 광양 양극재 공장을 6만톤 증설하고 있다.
포스코케미칼은 양극재 생산능력을 2022년 10만5000톤에서 2025년 34만5000톤, 2030년 61만톤으로 확대하고, 음극재 생산능력도 2022년 8만4000톤에서 2025년 17만톤, 2030년 32만톤으로 확대할 방침이다.
캐나다 나노원(Nano One Materials)도 급부상하고 있다.
나노원은 2022년 5월 존슨매티(Johnson Matthey)의 캐나다 사업 인수를 결정했으며 바스프(BASF)와 공동 연구개발(R&D) 협약을 체결한데 이어 6월에는 Rio Tinto로부터 1000만달러(약 130억원)에 달하는 투자를 확보했다.
여러 단계로 이루어진 기존 양극재 프로세스를 생략할 수 있는 새로운 기술로 코스트다운을 실현함으로써 다양한 관련기업으로부터 투자를 이끌어내고 있다.
LiB 양극재는 철, 망간, 니켈, 코발트 등을 원료로 제조한 전구체와 리튬 등을 분쇄해 소성한 후 다시 분쇄한 다음 코팅 소재를 더해 재차 소성하는 방식으로 제조하고 있다.
나노원은 캐나다 중앙정부 및 브리티시콜롬비아 주정부의 지원 아래 기존 양극재 제조공정 중 소성 및 분쇄를 1회씩으로 대폭 단축한 독자기술을 확립했다.
기존에 며칠 걸리던 소성시간을 단축함으로써 물 사용량을 20분의 1로 감축했고 전구체 제조 시 황산염을 사용하지 않아 황산나트륨이 배출되지 않으며 양극재 내구성까지 높인 것이 특징이다.
2022년 5월에는 존슨매티로부터 캐나다 배터리 소재 사업을 1025만C달러에 인수하기로 했다.
퀘벡(Quebec) LFP(인산철리튬) 양극재 2400톤 공장, 자동차용 배터리 생산기업으로부터 확보한 인증 및 품질 보증 시스템 등이 포함돼 있으며 2022년 말까지 인수합병(M&A) 절차를 완료할 예정이다.
5월 말에는 바스프와 LiB 소재 공동 개발을 위한 계약을 체결했으며 바스프의 HED 시리즈를 베이스로 나노원 기술을 적용해 차세대 양극재 상업생산 프로세스를 확립할 예정이다.
바스프는 HED 시리즈로 전동차용 고용량 및 고에너지밀도 NMC나 NCA 양극재를 생산하고 있다.
나노원은 6월9일 독자기술 상업화를 가속화하기 위해 Rio Tinto와 전략적 파트너십을 체결하고 Rio Tinto로부터 1000만달러를 유치했다. 나노원이 새로 발행하는 주식을 Rio Tinto가 매수하며 기존 발행주식의 4.9% 수준으로 파악되고 있다.
Rio Tinto는 LFP 공장 소재지인 퀘벡에서 철 뿐만 아니라 배터리용 금속을 다양하게 생산하고 있으며 나노원과 함께 중국에 집중된 LiB 서플라이체인을 현지화할 계획이다. (강윤화 선임기자)
<화학저널 2022년 8월 8·15일>
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