2013123007 김영준(전지소재)

이차전지를 이루는 양극재, 음극재, 전해액, 분리막 등의 4대 핵심 소재 이차전지란 전기화학적 원리를 바탕으로 충방전이 가 능한 에너지 저장장치를 일컫는다. 충방전 특성에 따라 특 정 작동 전압에서 에너지를 저장하는 배터리와 에너지 저 장이 특정 전압에서 정의되지 않고 인가전압에 따라 그 저 장량이 변화하는 슈퍼커패시터로 나뉘게 된다. 이러한 이 차전지는 전기에너지를 고효율로 저장, 사용함으로써 전력 품질을 개선하고, 에너지 효율성의 극대화를 이루는 동시 에 온실가스 배출량을 획기적으로 절감할 수 있는 에너지 저장 기술이다. 그중 리튬이온전지는 리튬이온(Li+ )이 양극 과 음극 사이를 오가며 전류를 발생시키게 된다. 
리튬이온전지는 전압, 에너지 밀도가 높으며 메모리 효
과가 없다. 또한 사이클 수명이 길며 보존성이 좋고, 고출
력이 가능한 특징을 가지고 있다.
이차전지에는 양극재, 음극재, 전해액, 분리막 등의 4대
핵심소재가 있는데, 리튬이온을 포함한 금속 산화물로 구
성된 양극과 탄소 계열로 구성된 음극 사이가 전해질로 연
결되어 있고, 분리막은 음극과 양극 사이에 위치하여 단락
을 방지하는 역할을 하게 된다. 이차전지는 이외에도 집전
체, 셀 외장(파우치, 캔), 시스템(팩, 모듈), 보호회로 등의
기타 소재 및 부품으로 구성되는데, 본 보고서에서는 4대
핵심소재를 중심으로 현황을 파악하였다.

▶ 이차전지 4대 핵심소재별 국내시장 점유율 : 국가별 ▶

양극재에서는 Sanyo 공급업체인 Nichia(일) 이외에 Toda(일), BASF(독), 3M(미)이 주요 메이커이며, 삼성 SDI, LG화학 등에 납품하는 엘엔에프, 한국 유미코아, 에코프로 등이 국내 주요 업체이다. 양극재는 재료의 특성상 코발트 와 같은 전이금속을 포함하고 있어 해당 금속의 가격 변화 에 따라 판매 가격이 결정되며, 최근의 코발트 부존자원량 부족과 고가격화, 인체 유해성 등으로 인해 Ni, Mn, Fe 등 으로 구성된 NMC, LMO, LFP와 같은 코발트 대체재가 성 장할 것으로 보인다. 

음극재 주요 업체로는 일본의 Hitachi Chem, Mitsubishi Chem, JFE, NCK, 중국의 BTR 등이 있으며, 국내의 카보닉 스, GS Caltex, 일진전기 등에서 관련 연구를 개발 진행 중 이다. 특히, 일본은 음극 소재 핵심 기술에 대한 산업재산 권 확보 능력이 높아 그에 따른 높은 영향력으로 다른 핵 심 소재보다 음극재에 있어 확실히 경쟁 우위다. 소재적인 측면에서 볼 때 가격 경쟁력에서 우위를 가지고 있는 천연 흑연의 사용량이 점점 더 증가하고 있으며, 인조 흑연의 경우 국내 제조기술이 일본에 비해 떨어져 LG화학과 삼성 SDI는 인조 흑연을 천연 흑연으로 대체하기 위해 수계 바 인더 기술을 적용 중이다.

분리막 시장의 대부분은 일본 업체들이 점유하고 있 는데, 90% 이상은 일본 Asahi, Tonen, Ube와 미국의 Celgard가 차지하고 있다. 이 중 Asahi는 Sanyo, Tonen은 Sony, Celgard는 중국 BYD의 주요 공급업체로 알려져 있 다. Celgard는 국내 습식공장을 인수하여 생산에 들어갔 고, 국내 업체로는 SK에너지가 주로 습식법 분리막을 공급 하고 있으며 씨에스텍 등이 자동차용 건식법 분리막을 개 발한다. 전기 자동차 시장의 성장과 더불어 분리막 시장도 급격한 성장을 이룰 것으로 예상된다. 

전해액 주요 업체로는 일본의 Ube, Mitsubishi Chem, Tomiyama가 전 세계시장의 50% 이상을 차지하고 있으며, 국내에서는 욱성화학과 테크노세미켐이 주요 업체이다. 안 전성 확보를 위해 고체 전해질을 사용하는 제품의 연구가 이루어지고 있으나 아직 초기 단계여서 당분간은 리튬 이 차전지 시장의 확대에 따라 동반 성장할 것으로 보인다.