단결정 양극재, 단일 입자로 안정성 높고 수명 길어
고부가가치 양극재 개발로 리튬값 하락 따른 판가 리스크 대응 가능
[시사저널e=정용석 기자] 에코프로비엠, 포스코케미칼, LG화학, 엘앤에프 등 국내 주요 양극재 생산업체들이 '단결정 양극재'를 이르면 올해 상용화할 예정이다. 단결정 양극재는 내구성이 좋아 배터리의 화재 위험을 낮추고 고속충전에 따른 수명 저하도 줄일 수 있어 향후 양극재 시장의 게임 체인저로 여겨진다.
◇LG화학, 단결정 양극재 양산 돌입
23일 LG화학 관계자는 시사저널e에 "올해 안 단결정 양극재 양산에 돌입한다"고 밝혔다. 공급계약 내용에 대해선 "고객사, 계약 규모, 구체적 시기 등 세부사항은 공개할 수 없다"고 했다.
LG화학은 지난해 청주 양극재 공장의 일부 생산 라인을 단결정 제조 시설로 개조하는 등 생산 준비를 마쳤다. 공급대상은 LG화학의 주요 고객사인 LG에너지솔루션과 제너럴 모터스(GM) 가운데 하나일 것으로 보인다.
기존 다결정 양극재는 작은 입자들이 모여 큰 입자를 이루는 형태다. 전극 공정 중 압연 과정, 충전 시 입자들이 부서질 확률이 높다. 깨진 입자들은 전해액과 부반응을 일으켜 가스를 발생시키고 배터리 수명을 깎아 먹는다. 가스가 배터리 내부에서 부풀어 오르면 화재 발생 가능성도 커진다. 현재 사용화된 NCM, NCA 양극재는 모두 다결정 양극재에 해당한다.
단결정 양극재는 여러 금속을 단일 입자화해 위와 같은 단점을 보완한 차세대 제품이다. 다결정 양극재처럼 입자가 부서지지 않아 가스 발생량이 적기 때문에 배터리 수명도 길고 불이 날 가능성 또한 적다. 관건은 표면처리 기술 확보다. 표면처리 과정에서 입자 크기를 키워내는 데 높은 기술력이 요구되는 것으로 알려졌다.
◇'빅4' 차세대 양극재 경쟁
LG화학을 비롯한 국내 '빅4' 양극재 회사들은 단결정 양극재 양산 경쟁에 뛰어든 상태다. 지난해 엘앤에프는 단결정 양극재 기술에 대한 내부 검증을 완료, 고객사를 확보해 시양산에 돌입했다. 올해 하반기에는 양산에 돌입할 계획이다.
에코프로비엠과 포스코케미칼은 단결정 양극재 개발에 한창이다. 에코프로비엠은 지난해 9월 한국 첨단 배터리 컨퍼런스(KABC)에서 단결정 양극재 상용화 의지를 내비쳤다. 에코프로비엠 관계자는 "현재 기술 개발 단계"라며 "구체적 양산 시기는 밝힐 수 없다"고 했다.
포스코케미칼 또한 N96(니켈 함량 96%) 단결정 양극재를 개발하고 있다. 지난해 준공한 광양공장에서 해당 제품을 생산할 계획이다.
단결정 양극재를 포함해 '빅4' 업체의 고부가 제품 출하도 지속적으로 증가할 것으로 관측된다. 최근 양극재업체들의 외형 확대에 따른 공급 과잉 우려도 있지만 하이니켈 양극재를 비롯해 단결정 양극재 등 수익성이 높은 제품 양산이 증가하며 이를 상쇄할 것이란 분석이다.
이용욱 한화투자증권 연구원은 "지난해 11월 이후 양극재 주요 소재인 리튬 가격이 떨어져 판가 하락에 따른 관련 업체의 마진율이 낮아질 수 있다"면서도 "대규모 수주가 양극재 업체의 실적 가시성과 높은 밸류에이션을 뒷받침할 것"이라고 내다봤다.
이안나 유안타증권 연구원은 엘앤에프에 대해 "하반기 세계 최초 90% 이상 단결정 양극재 양산 시작이 예상되고 고객사 다변화 노력이 지속되고 있어 수주 가시성도 높다"고 전망했다.