일본이 리튬2차전지(LiB: Lithium-ion Battery) 분리막(Separator) 시장점유율을 더욱 끌어올릴 것으로 예상된다.
LiB는 리튬이온이 양극과 음극 사이의 전압 차이를 통해 이동하며 전류를 발생시키는 원리로 양극재, 음극재, 분리막, 전해액 등 4대 핵심물질로 구성돼 있다.
기존에는 코스트가 낮고 안정성이 높은 니켈수소전지를 많이 사용했으나 최근 IT기기, 전기자동차, ESS(Energy Storage System) 등 고용량 및 고전압 특성을 요구함에 따라 LiB 시장이 확대되고 있다.
2차전지는 Sanyo, Sony 등 일본기업 주도로 개발했으나 현재는 LG화학, 삼성SDI, SK이노베이션 등 국내기업과 BYD 등 중국기업들이 급성장해 주도권 확보 경쟁을 벌이고 있다.
2차전지 분리막은 양극과 음극의 접촉을 방지함과 동시에 리튬이온이 이동할 수 있도록 미세한 기공을 갖는 얇은 막으로 2차전지의 안전성을 담보하고 있으며 최근까지도 일본기업들의 강세가 두드러지고 있다.
SNE리서치에 따르면, LiBS는 2015년 글로벌 시장점유율이 일본 70.2%, 한국 27.4%, 중국 2.4%로 국산화율이 상대적으로 낮게 나타나고 있다.
국내기업의 LiB 소재 국산화율은 양극재 74.7%, 전해액 46.1%, 음극재 9.5%로 파악되고 있다.
글로벌 LiBS 시장은 Asahi Kasei Chemicals, Toray Tonen, SK이노베이션 등이 주도하고 있으며 점유율은 2015년 9월 기준 Asahi Kasei 48%, Toray 22%, SK이노베이션 18% 수준으로 나타나고 있다.
일본기업들이 70%를 장악하고 있는 가운데 2015년 9월 Toray가 LG화학의 안전성강화분리막(SRS) 오창공장 유휴설비를 인수함으로써 일본의 점유율이 더욱 높아질 것으로 예상되고 있다.
SRS는 LG화학이 2004년 독자 개발한 기술로 분리막 베이스필름에 세라믹을 코팅해 내열성과 기계적 강도를 높인 안전성 강화기술이다.
LG화학은 자체적으로 자가소비용 분리막을 생산하는 등 2차전지 사업에서 내재화 전략을 강구해왔으나 2014년 이후 SRS 관련특허를 유상개방하면서 일부는 외부에서 조달한 것으로 알려졌다.
LG화학 관계자는 “2차전지 부품을 모두 직접 생산하는 것보다 일부를 외부에서 조달하는 것이 수익성 측면에서 유리하다고 판단해 매각했다”고 밝혔다.
도레이는 구미 분리막 공장에도 100억엔을 투자해 증설을 계획하고 있어 생산능력이 대폭 확대될 것으로 예상되고 있다. 오창에서 생산한 분리막은 LG화학에게 공급할 것으로 알려졌다.
LG화학은 GM·포드·볼보·르노·현대기아자동차 등 글로벌 자동차기업을 대상으로 전기자동차용 배터리를 공급하는 등 중대형 2차전지 시장에서 두각을 나타내고 있다.
분리막은 2차전지 시장이 매년 2-3배 성장할 것으로 기대됨에 따라 2009년 이후 SK, LG, 삼성 등 국내 대기업들의 투자가 활발했지만, 중대형 전지 시장의 성장을 견인할 것으로 전망됐던 전기자동차 시장이 주행거리 한계 및 긴 충전시간, 인프라 구축 미비, 높은 가격 등이 걸림돌로 작용하며 가시화되지 않아 사업성이 떨어지고 있다.
2차전지는 전기자동차 상용화의 핵심 열쇠로 고용량, 고출력, 저가격, 안전성 강화 등 고성능화를 위한 연구개발이 활발하게 진행되고 있다.
이에 따라 분리막 또한 전지의 고용량화를 위해 박막화, 내열성 강화 및 저가격화가 요구되고 있다.
또 두께가 얇은 동시에 기계적 강도가 높아야 안전성을 강화할 수 있어 PE (Polyethylene), PP(Polypropylene) 등 베이스필름에 세라믹 등 무기재료를 코팅하는 연구개발을 진행하고 있다.
휴대폰에 필요한 셀이 1개인 반면 전기자동차에는 7000개 이상이 장착되기 때문에 앞으로 전기자동차 시장이 본격적으로 열리면 리튬이온전지 시장 또한 폭발적인 성장이 예상되고 있다.
한편, ESS는 과잉 생산된 전력을 저장한 후 필요한 시점에 사용할 수 있도록 하는 시스템으로 중대형 전지의 추가 수요처로 부상하고 있다.
ESS는 시간과 장소에 따라 전력 생산이 변동하는 태양광, 풍력 등 신재생에너지의 활성화를 위해 필수적으로 요구되고 있다.
세계 각국은 온실가스 감축 및 대체에너지원 개발을 위해 태양광, 풍력 등 신재생에너지 보급확대 정책을 펼치고 있으며 2차전지를 미래 성장동력으로 육성하고 있다. <박주현 기자>