삼성SDI와 NCA 40조원 공급계약 체결 … 하이니켈 생산기술 수출

포스코퓨처엠(구 포스코케미칼)이 음극재에 이어 양극재 사업에서도 두각을 나타내고 있다.
포스코퓨처엠(대표 김준형)은 2032년까지 삼성SDI에게 전기자동차(EV) 배터리용 하이니켈 NCA(니켈·코발트·알루미늄) 양극재를 40조원 상당 공급하는 계약을 2023년 1월 체결했다.
자동차용 LiB(리튬이온전지) 양극재는 주로 NCM(니켈‧코발트‧망간), NCA, LFP(인산·철·리튬) 등이 사용되고 있으며 포스코퓨처엠은 2012년 양극재 사업에 진출한 이후 NCM, NCMA(니켈‧코발트‧망간‧알루미늄) 양극재를 주로 생산하고 있다.
2022년 10월 NCM 및 NCMA 양극재에 특화된 광양공장의 생산능력을 단일공장 기준 세계 최대인 9만톤으로 대폭 확대하는 증설공사를 마쳤고, NCA까지 생산하게 된 가운데 삼성SDI와 창사 이래 최대이자 최장기간 계약을 체결함으로써 양극재 포트폴리오를 다양화한 것으로 평가된다.
포스코퓨처엠은 중국 코발트 생산기업 화유코발트(Huayou Cobalt)와의 합작기업인 Zhejiang Posco-Huayou ESM(ZPHE)를 통해 NCM 양극재를 생산하고 있으며 생산능력은 현재 5000톤에 불과하나 2024년까지 2만5000톤, 2025년에는 3만5000톤 체제로 확대할 계획이다.
NCMA 양극재는 LG에너지솔루션, GM(제너럴모터스)의 미국 배터리 합작법인 얼티엄셀즈(Ultium Cells)와 장기공급 계약을 체결했고 GM과 얼티엄캠(Ultium CAM)을 설립해 공급할 계획이다.
출자비중은 포스코케미칼 85%, GM 15%이며 양사가 총 3억2700만달러를 투자해 2025년 상업가동을 목표로 캐나다 퀘벡(Quebec)에 3만톤 공장을 신규 건설할 예정이다.
양극재 생산기업들은 배터리의 에너지밀도를 높이기 위해 양극재 중 니켈 함유량을 늘리는 하이니켈 기술 개발에 나서고 있다.
포스코퓨처엠은 2022년 12월 산업통상자원부로부터 국가핵심기술인 하이니켈 양극재 설계·제조·공정 기술의 수출을 승인받아 중국과 캐나다 공장에서 니켈 함유량이 높은 양극재를 생산할 수 있게 됐다.
포스코퓨처엠은 최근 저가 전기자동차를 중심으로 탑재되고 있는 LFP 양극재 역시 개발하고 있으며 앞으로도 시장 흐름에 따라 더욱 다양한 신제품 개발에 나설 방침이다.
그러나 양극재는 코스트 절감이 요구되고 있어 포스코퓨처엠이 어떻게 대처할지 주목된다.
LiB 양극재는 원료가격이 강세를 나타내고 있는 가운데 전기자동차 생산기업들이 배터리 가격을 낮추기를 희망하고 있어 코스트 절감이 요구되고 있다.
니켈, 코발트, 리튬을 사용하는 양극재는 배터리 가격의 40% 정도를 차지하고, 특히 원료가격 강세가 이어지며 배터리 가격에서 차지하는 비중이 60%로 대폭 확대돼 코스트 부담이 커지고 있다.
일본 스미토모금속(Sumitomo Metal Mining)은 최근 자동차 탑재용 LiB 양극재의 제조 코스트를 낮추기 위해 도요타자동차(Toyota Motor)의 TPS 방식 도입을 결정했다.
스미코에너지(Sumiko Energy Materials)가 1년 동안 TPS 방식을 적용한 결과 공정 설계, 생산관리 개선, 현장 스태프 의식 개혁 등 성과를 거둠에 따라 TPS 도입과 함께 생산성 향상, 재고 적정화 프로젝트를 병행하며 양극재의 원가 절감을 본격화할 계획이다.
소성 이후 가공을 담당하고 있는 스미코에너지가 최근 1년 동안 TPS 방식을 베이스로 100명 정도의 현장 작업자들이 생산라인을 재구축하거나 자재 배치를 재설계하도록 한 결과 괄목할만한 성과를 얻음에 따라 2023년 봄부터 이소우라(Isoura) 공장에 TPS를 본격 적용하기로 했다.
기존에 추진해온 재고 수준 적정화를 위한 사내 프로젝트 COMPASS도 계속 진행할 예정이다. 과거에는 공급 안정화를 최우선 과제로 설정해 재고 수준을 높게 유지했으나 실시간 가시화 시스템을 도입함으로써 종합적인 관점에서 재고를 관리하고 적정수준으로 유지할 계획이다.
스미토모금속은 자동차용 LiB 양극재로 NCA를 주력 공급하고 있으며 NCM, 니켈수소전지용 수산화니켈도 생산하고 있고, 2030년까지 양극재 생산능력을 월 1만5000톤으로 확대하기 위해 2025년 월 7000톤, 2027년 월 1만톤으로 증설하는 방안을 검토하고 있다.
약 4000억엔을 투자해 에히메현(Ehime) 니하마(Niihama)에 신규 공장을 건설하고 있으며, 2027년까지는 미국에 신규 공장을 건설하거나 LFP계를 생산하고 있는 베트남 공장을 증설하는 등 글로벌 투자를 적극화하고 앞으로 진행할 모든 신증설 프로젝트에 TPS 베이스 생산관리 시스템을 반영할 계획이다. (강윤화 책임기자)