
도카이카본, 인조흑연 음극재 5000톤 양산 … 유럽‧미국 투자 예고
포스코퓨처엠(대표 김준형)은 인조흑연 음극재 시장에서 경쟁이 심화될 것으로 우려된다.
포스코퓨처엠은 2024년 하반기까지 인조흑연 음극재 생산능력을 1만8000톤으로 확대할 계획이나 중국이 2022년 기준 글로벌 시장점유율 80% 이상을 장악한 가운데 일본까지 양산에 나섬으로써 경쟁이 예상되고 있다.
음극재는 LiB(리튬이온전지) 핵심 소재 가운데 하나로 배터리 용량과 항속거리, 안전성 등을 좌우하며 인조흑연계, 천연흑연계로 구분되고 있다.
인조흑연계는 내구성이 우수하고 배터리 고용량화에 적합하며, 천연흑연계는 급속 충·방전성이 우수해 LiB에 요구되는 특성에 따라 인조흑연, 천연흑연 음극재를 혼합해 사용하는 사례가 많은 것으로 알려졌다.
일본에서는 도카이카본(Tokai Carbon)이 천연흑연 음극재를 생산하고 있으며 조만간 석유와 석탄 베이스 코크스를 원료로 인조흑연 음극재 생산에도 도전할 예정이다.
천연흑연 음극재는 원료 성분을 조정해 섭씨 1000도 또는 3000도 열처리하고 있으며 인조흑연도 3000도 고온에서 열처리하는 흑연화 기술을 활용할 것으로 알려졌다.
흑연화 기술은 도카이카본이 흑연 전극 및 반도체 제조장치 부품용 특수 흑연 소재 분야에서 축적했으며 음극재 사업에서 가장 큰 차별화 요소가 될 것으로 기대하고 있다.
인조흑연 음극재는 우선 일본에서 2026년까지 기술 개발을 마치고 양산체제를 정비할 계획이며 추후 전기자동차(EV) 배터리 공급망을 강화하고 있는 유럽, 미국에서 생산하는 방안을 검토하고 있다.
일본공장은 2026년 4월 상업가동을 목표로 호후(Hofu)의 음극재 개발 및 생산기지인 생산기술센터에 5000톤 생산라인을 건설할 계획이다. 5000톤은 전기자동차 10만대에 공급 가능한 수준이다.
원료 코크스를 분쇄·건조하는 전처리 설비를 중심으로 관련 설비를 도입하고 열처리 공정은 천연흑연과 같은 설비를 활용해 총 37억엔(약 341억원)을 투입할 계획이다. 일본 정부로부터 경제안전보장법상 공급확보계획 중요물질 인정을 받아 최대 13억엔(약 120억원)을 지원받는 것으로 알려졌다.
도카이카본은 호후 생산기술센터를 음극재 연구개발(R&D) 및 양산기술 적용을 위한 마더 플랜트로 판단하고 있으며 인조흑연 음극재 사업 본격화를 위한 양산화 검증 및 차세대 신제품 개발체제를 정비할 계획이다.
다만, 천연흑연 음극재를 포함한 전체 음극재 생산능력은 1만톤으로 변함이 없을 것으로 예상된다.
도카이카본은 일본·미국·유럽 등 열처리 설비를 3곳 보유한 지리적인 이점을 살려 음극재 생산체제를 정비하고 있다.
유럽에서는 프랑스 자회사 Tokai Cobex Savoie가 흑연 공장을 가동하고 있는 동부 리옹(Lyon) 교외 베니시외(Venissieux)에서 기존 생산설비를 활용하는 방식으로 최대 3만톤의 생산능력을 음극재에 할당할 예정이다.
미국에서는 자회사 Tokai Carbon GE가 남부 아칸소와 켄터키 2곳에서 흑연전극 공장을 가동하고 있으며 전기로용 수요가 안정적일 것으로 전망됨에 따라 기존 열처리 설비를 음극재로 전환하는 작업을 진행하고 있다.
다만, 미국 정부가 인플레이션 감축법(IRA)을 활용해 전기자동차 배터리 및 자동차용 배터리 소재 생산기업 유치를 확대하고 있고 미국에 음극재 생산기업이 부족하기 때문에 기존 공장에 생산체제를 구축하거나 신규 공장을 건설하는 방안을 포함해 음극재 사업 관련 사업 타당성 조사(FS)에 착수했다.
미국은 전기자동차 보급 영향으로 음극재 수요가 2020년 5만톤에서 2030년에는 80만톤으로 확대될 것으로 전망되고 있다.
도카이카본은 2022년 음극재 매출이 약 19억엔(약 175억원)으로 전년동기대비 35% 급감했으나 인조흑연 음극재 양산화를 통해 매출액 100억엔 조기 달성에 나설 계획이다.
현재는 중국이 글로벌 시장을 장악하며 점유율이 1% 수준에 불과하나 유럽, 미국 투자를 통해 2030년 글로벌 생산능력을 5만톤까지 확대하고 고급차종 배터리에 사용되는 하이엔드 영역에서 일정수준의 점유율을 확보할 방침이다. (윤우성 기자)