화학저널 2022.08.08

중국 물량공세로 수익성 악화 … 고용량화 목표로 차별화 개발 강화
배터리는 중국기업을 중심으로 저가 공세가 확대되고 있다.
글로벌 배터리 소재 시장을 주도하고 있는 일본 배터리 관련기업들은 수익을 확보하기 위해 차별제품 공급에 주력하고 있으며 전기자동차(EV), 스마트폰 등 하이엔드(High-end) 시장에서 영향력을 확대하고 있다.
배터리 시장에서는 최근 LiB(리튬이온전지)가 가장 주목받고 있다. 세계적으로 전기자동차 보급이 가속화됨에 따라 자동차기업들이 LiB 이용을 확대하고 있기 때문이다.
이에 따라 LiB 관련기업들은 생산능력 확대에 박차를 가하고 있으나 중국기업들의 저가 공세로 고전하고 있다.
특히, LiB 내부에서 양극과 음극의 단락을 방지하는 분리막은 중국기업이 신증설을 가속화함에 따라 자동차용 가격이 스마트폰용의 절반 수준으로 하락해 수익성이 크게 악화된 것으로 파악되고 있다.
LiB는 고성능제품과 저가제품으로 양극화되고 있다.
연구개발(R&D) 부문에서는 전기자동차의 항속거리 연장을 위해 활물질에 NCM(니켈‧코발트‧망간) 등을 이용하는 삼원계 양극재 개발이 주류를 이루고 있으나 최근에는 자동차기업들이 전기자동차 보급을 확대하기 위해 저가 소재 채용을 추진함에 따라 다시 LFP(인산·철·리튬)가 주목받고 있다.
삼원계 이전의 구세대 양극재로 간주되던 LFP는 안전성이 뛰어나나 고용량화에는 적합하지 않아 중국 배터리 생산기업도 LFP에서 삼원계로 전환한 바 있으나 저가 전기자동차를 비롯해 앞으로 실용화가 기대되는 초소형 전기자동차는 LFP와 범용 그레이드 분리막으로 대응 가능한 것으로 파악되고 있다.
자동차기업들은 보급형 모델에 LFP, 프리미엄형 모델에 삼원계를 채용하는 전략을 추진하고 있다.
글로벌 배터리 소재 시장을 주도하고 있는 일본기업들은 저가제품에 대한 대응책으로 프리미엄 시장을 개척하기 위해 고부가가치화 전략을 강화하고 있다.
도레이(Toray)는 가격 하락의 영향으로 2021회계연도(2021년 4월-2022년 3월) 분리막 사업의 손상차손이 226억엔에 달한 가운데 하이엔드 전략에 박차를 가하고 있으며 복합기술, 동시‧축차 이축연신 방식, 코팅기술 등을 활용해 고용량화, 높은 안전성에 기여하는 분리막을 개발하고 있다.
습식과 건식 분리막을 공급하고 있는 아사히카세이(Asahi Kasei)는 독자 개발한 기술을 이용함으로써 R&D에 주력하고 있다.
건식 분리막은 현행 전기자동차에 탑재되는 습식에 비해 제조코스트 경쟁력이 뛰어나며 미세공이 직선적으로 형성됨에 따라 리튬이온 이동저항을 억제할 수 있는 특징이 있어 건식의 우위성을 더욱 끌어올리기 위해 새로운 건식 분리막을 개발하고 있다.
개발제품은 고출력 특성을 유지하면서 강도를 향상시킬 수 있어 하이브리드자동차(HV), ESS(에너지 저장장치)용 LiB 등에 대한 채용을 목표로 하고 있다.
분리막과 양극재를 생산하고 있는 스미토모케미칼(Sumitomo Chemical)도 프리미엄 모델용 소재 제안에 힘을 기울이고 있다.
분리막은 아라미드 코팅으로 안전성을 강화하고 양극재는 코발트를 사용하지 않고 소성하는 등 최근 니즈가 높아지고 있는 지속가능성에 대한 대응을 강화하고 있다.
스미토모금속(Sumitomo Metal Mining)은 주력인 NCA(니켈‧코발트‧알루미늄), NCM에 이어 LFP 양산화를 결정하고 고품질제품 양산화를 위한 기술을 검토하고 있다. 아울러 개발속도 가속화를 목적으로 총 16억엔을 투입함으로써 배터리연구소를 확장해 2022년 7월 완공한 것으로 알려졌다.
배터리는 양극재, 음극재, 전해액, 분리막 등 소재의 조합에 따라 성능이 결정됨으로써 다양한 소재 조합에 대한 노하우가 배터리 생산기업의 차별화 전략을 좌우하고 있다.
일본 배터리 생산기업은 기존 배터리 성능을 향상시킴과 동시에 차세대 배터리를 실용화하기 위한 R&D를 계속하고 있다.
파나소닉홀딩스(Panasonic Holdings)는 에너지 용량이 5배 확대된 신형 LiB 4680을 개발하고 있으며 와카야마(Wakayama) 공장에서 2023년부터 양산을 시작하겠다는 목표를 세우고 있다.
하이브리드자동차, 플러그인하이브리드자동차(PHV) 등에 대한 채용실적을 다수 보유하고 있는 GS유아사(GS Yuasa)는 배터리식 전기자동차(BEV) 시장에 진입하기 위해 BEV배터리개발실을 설치하고 BEV에 특화한 LiB 개발을 가속화하고 있다.
차세대 LiB를 개발하기 위한 경쟁도 심화되고 있다.
차세대 LiB로 각광받고 있는 전고체전지는 고체 전해질을 사용함에 따라 액체 전해질을 이용하는 LiB에 비해 안정성이 크게 향상되며 작동범위가 넓어 냉각 시스템 비용을 절반으로 줄일 수 있는 것으로 알려졌다.
미쓰이금속(Mitsui Mining & Smelting)은 고체 전해질 R&D를 진행하고 있으며 자동차용을 중심으로 사업화를 본격 추진하고 있다.
2023년 이후 교토(Kyoto) 공장에서 전고체전지 양산을 본격화할 계획인 맥셀(Maxell)은 분체를 혼합하는 고유기술을 적용해 차별화하고 있으며 인프라, 공장자동화(FA) 관련 분야에서 수요를 개척한 후 용도를 확대할 방침이다. (J)
<화학저널 2022년 8월 8·15일>
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