배터리 '소재'도 한류바람 주목 2차 전지2020. 10. 19. 08:59
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천보, 포스코케미칼, SKIET, 그리고 롯데
[이코노믹리뷰=박민규 기자] 전기 자동차 시대의 개막과 함께 배터리 산업이 급속도로 팽창하고 있다. 이미 LG화학(051910)과 삼성SDI(006400), SK이노베이션(096770) 등 국내 배터리 업체들에 뜨거운 관심이 쏟아지고 있는 가운데, 배터리사들에게 양극재·음극재·전해질·분리막 등을 공급하고 있는 배터리 소재 업체들에도 주목할 필요가 있어 보인다. 이들 또한 전기차 및 배터리 시장의 급성장세에 따른 수요 폭증이 예상되는 바, 국경을 넘나들며 적극적인 증설에 나섰기 때문이다. 'K-배터리'에서 나아가 배터리 소재 업계에도 한류가 불 것이라는 전망이 나온다.
천보, '마법의 가루'로 만보 앞 점프
화학 소재 업체인 천보(278280)는 이른바 '마법의 가루'로 불리는 전해질로 최근 최고의 주가를 올리고 있다. 코스닥 시가 총액 18위에 올라선 천보는 올해 하반기 들어 주가가 100% 가량 뛰었다.
OCI의 전신인 동양제철화학의 연구원이었던 이상율 대표가 설립한 천보는 원래 디스플레이·반도체·정밀 화학·의약품 소재에 주력해 왔으며, 세계 액정 표시 장치(LCD) 식각액 첨가제 시장에서 95%의 점유율을 차지하기도 했다.
그러나 천보는 전해질 연구를 시작한 지 약 4년 만인 지난 2017년 배터리 전해액 첨가제인 리튬 이온 전해질(LiFSi·F전해질)을 세계 최초로 양산하면서, 배터리 소재 전문 기업으로 변신하는 데 성공했다. 천보의 지난 상반기 매출에서 이차 전지 소재 사업이 전자 소재 부문을 뛰어넘은 것이다.
리튬 이온 배터리에서 전해액은 이온을 만드는 양극재와 이온을 저장하는 음극재의 매개체로, 전해질은 이 전해액의 성능을 높이는 역할을 한다. 또한 전해질은 배터리의 수명을 늘리기 위해 반드시 필요한 소재로 꼽힌다.
한상원 대신증권 연구원에 따르면 천보는 F전해질·P전해질(LiPO2F2)·D전해질(LiDFOP) 등 다양한 전해질을 생산하고 있으며, 전해액 첨가제의 경우 세계 최다 라인업을 보유하고 있다.
또 천보는 지난 7월 30일 배터리 소재 캐파(생산 설비 용량)의 대규모 증설을 공시하기도 했다. 오는 2023년까지 총 1500억원을 투자해 생산 능력을 기존 대비 3배 이상인 연산 6000톤까지 확대하겠다는 계획이 골자다. 특히 천보는 수요가 확실한 범용 전해질인 P전해질의 연간 생산량을 내년까지 1500톤으로 늘릴 방침이다.
증권가는 천보의 실적에 대한 핑크빛 전망을 속속 내놓고 있다. SK증권은 "천보의 증설 공시는 만보 앞의 성장을 보여 준다"고 평하기도 했다.
한편 전해질을 액체에서 고체로 대체하는 전고체 배터리가 '꿈의 배터리'로 각광 받고 있지만, 전고체 전지의 상용화는 빨라도 2025년부터 가능할 것으로 전망되고 있다. 따라서 리튬 이온 배터리의 강세가 당분간 이어질 것으로 예상되는 바, 그 수혜 또한 천보에게 고스란히 돌아갈 것이라는 진단이다.
현재 천보는 현대·기아 자동차와 미국 제너럴모터스(GM), 독일 폭스바겐·메르세데스-벤츠, 영국 재규어 등 글로벌 완성차 업체들에 전해질을 공급하고 있다.
포스코케미칼, 양극재와 음극재를 아우르는 '화려한 양다리'
LG화학 등 주요 배터리 업체들을 고객사로 두고 있는 포스코케미칼(003670)은 양극재와 음극재를 아우르며 전기차용 배터리 소재 사업을 타진하는 모습이다. 특히 포스코케미칼은 3세대 전기차를 노리고 하이니켈 양극재 생산에 집중하고 있다. 내연 기관 자동차에 필적하는 경쟁력을 갖춘 3세대 전기차가 상용화되는 시점이 전기차 대중화의 기폭제가 될 것으로 점쳐지기 때문이다.
현재 포스코케미칼은 전남 광양에 있는 양극재 공장에 연산 3만톤 규모의 NCMA(니켈·코발트·망간·알루미늄) 양극재 생산 라인을 증설하고 있다.
NCMA 양극재는 기존 NCM(니켈·코발트·망간) 양극재에 알루미늄을 첨가한 것으로, 전기차 주행 거리를 늘리기 위해 필수적인 대용량 배터리를 구현할 수 있다. 구체적으로 포스코케미칼의 NCMA 양극재는 1회 충전 시 500킬로미터(km) 이상 주행할 수 있는 3세대 전기차용 배터리에 활용될 전망이다. 아울러 해당 소재는 배터리의 안정성과 출력은 높이고 가격은 낮출 것으로 기대되고 있다.
총 2895억원이 들어가는 이번 증설은 오는 2022년 완공을 목표로 진행되고 있으며, 완료 시 포스코케미칼의 연간 양극재 생산 능력은 현재 4만톤에서 2년 뒤 7만톤으로 확대된다. 양극재 7만톤은 60킬로와트시(kWh)급 전기차 84만여대에 사용될 수 있는 양이다.
한편 포스코케미칼은 올해 7월에는 인조 흑연 음극재의 국산화에 성공했다고 밝히며, 경북 포항에서 인조 흑연 음극재 생산 공장 건설에 착공했다.
사업 비용으로 총 2177억원이 투입되는 해당 공장은 2023년 가동을 시작하는 것을 목표로 조성되며, 이후 연산 1만6000톤 규모의 생산 능력을 갖출 것으로 예상되고 있다. 이는 60kWh급 전기차 42만대에 공급할 수 있는 양이라는 설명이다.
배터리 음극재는 원료에 따라 인조 흑연계와 천연 흑연계로 나뉘는데, 특히 인조 흑연 음극재는 천연 흑연계보다 균일하고 안정적인 구조를 띄고 있어 배터리의 수명과 충전 속도 면에서 더 높은 성능을 구현할 수 있다.
인조 흑연 음극재의 경우 그동안 일본과 중국 등에서 전량 수입해 왔으나, 최근 국산화가 가능해지면서 국내 배터리 산업의 경쟁력이 크게 높아지리라는 전망이 나온다. 포스코케미칼은 인조 흑연의 원료인 침상 코크스도 자회사 피엠씨텍을 통해 생산한다. 원료 생산부터 음극재 제조까지 완전한 국산화를 이룬 것이다.
또 포스코케미칼은 배터리 소재 원천 기술 확보에도 박차를 가하고 있다. 포스코케미칼은 최근 한양대학교 산학 협력단으로부터 하이니켈(high-nickel) 양극재와 관련해 '코어쉘 그래디언트(CSG)' 기술을 이전 받은 것으로 알려졌다. 선양국 한양대 교수가 세계 최초로 개발한 CSG 기술은 양극재 중심 부분의 니켈 함량을 높이고 바깥 부분의 니켈 비중은 낮춰 배터리의 에너지 밀도와 안전성, 수명 등을 향상시키는 원리다. 포스코케미칼은 CSG 기술을 적용한 하이니켈 양극재를 개발할 방침이다.
포스코케미칼은 2023년까지 연간 국내 배터리 소재 생산량을 천연 흑연 음극재 10만5000톤, 인조 흑연 음극재 1만6000톤, 양극재 9만톤 등으로 확대할 계획이다. 또한 배터리 소재 사업 자체는 2030년까지 세계 시장 점유율 20%, 연 매출액 22조원 이상 규모로 성장시킨다는 목표다.
독보적인 분리막 기술력, SKIET
LG화학·삼성SDI 등과 함께 국내 배터리 3사로 꼽히는 SK이노베이션은 리튬 이온 배터리 분리막(LiBS)을 생산하는 SK아이이테크놀로지(이하 SKIET)를 자회사로 두고 있으며, SKIET 상장을 추진 중이다.
소재 업체인 SKIET는 LiBS 뿐 아니라 폴더블폰·롤러블 TV·곡면 모니터 등에 들어가는 플렉서블 디스플레이용 소재도 생산하고 있어, 미래 유망 산업과의 연결 고리를 바탕으로 내년 기업 공개(IPO) 시장의 '최대어'가 될 것으로 꼽힌다. 실제로 증권가에서는 SKIET의 기업 가치를 5조원 가량으로 평가하고 있는 것으로 알려졌다.
배터리 분리막은 배터리의 성능과 안정성을 좌우하는 핵심 소재로, 이름 그대로 배터리의 양극재와 음극재가 섞이지 않게 분리하는 역할을 한다. 양 극재가 만나면 과열로 인한 폭발이나 화재가 일어날 수 있기 때문이다. 이러한 가운데 이온이 양 극을 오가며 전력을 생산하는 과정 또한 유지돼야 배터리 성능도 보장될 수 있다.
SK이노베이션 관계자에 따르면, SKIET는 분리막을 얇으면서도 탄탄하게 제조하는 기술을 갖추고 있다. SKIET의 LiBS는 두께가 얇아 이온의 이동성을 활성화할 수 있되, 내구성도 높아 잘 찢어지지 않는다는 설명이다.
SK이노베이션은 SKIET로부터 LiBS를 조달 받고 있으며, 이를 활용해 에너지 밀도를 획기적으로 향상한 'NCM 구반반(9½½)' 배터리를 개발했다. 해당 배터리의 경우 니켈·코발트·망간 비율이 9:0.5:0.5로, 에너지 밀도를 담당하는 니켈의 함량이 높아진 대신 안정성을 유지하는 코발트의 비중이 낮아졌다. 하지만 SKIET LiBS로 안정성 문제를 해결했다는 설명이다. NCM 구반반 배터리는 오는 2023년 1분기 미국 완성차 업체인 포드에 납품될 예정이다.
SKIET는 충북 증평에 LiBS 공장을 두고 있는데, 해당 공장의 연간 생산 능력은 지난해 12호·13호 생산 라인 증설을 통해 종전 3억6000만㎡에서 현재 5억3000만㎡로 큰 폭 늘어났다.
또 SKIET는 해외에도 분리막 생산 기지를 마련하기 위해 공격적인 투자를 벌이고 있다. SKIET는 중국 창저우에 짓고 있는 연산 6억7000만㎡ 규모의 공장을 올해 4분기부터 2022년 1분기까지 순차적으로 가동할 계획이며, 폴란드 실롱스크주에 건설 중인 연산 3억4000만㎡ 규모 공장도 2021년 완공할 예정이다.
이에 따라 SKIET의 분리막 생산 능력은 2021년 하반기 13억8000만㎡에 이르면서 현 수준의 2배를 훌쩍 넘어설 전망이다.
SK이노베이션은 배터리 분리막 사업을 더욱 강화할 방침이다. SK이노베이션은 SKIET에 투자할 자금을 확보하기 위해 지난달 22일 이사회를 열어 SKIET의 제3자 배정 유상 증자를 실시하기로 결정했다.
제3자 배정 유상 증자는 IPO 전인 기업의 일정 지분을 투자자에게 매각해 자금을 유치하는 프리IPO 방식의 하나로, SKIET는 이를 통해 지분 10%를 국내 사모 펀드 운용사인 프리미어파트너스에 양도해 약 3000억원의 자금을 조달 받을 예정이다.
롯데알미늄·롯데정밀화학, 롯데의 '전기차 야심'을 위한 카드
롯데(004990)도 화학 사업 계열사들을 통해 전기차용 배터리 소재 사업에 드라이브를 걸고 있다.
국내 최대 포장 소재 업체인 롯데알미늄은 지난달 14일 이차 전지용 양극박 생산 공장 신증설 소식을 알리며 전기차 관련 시장으로의 본격적인 진출을 예고했다.
롯데알미늄은 알루미늄박과 약품·식품 포장재, 캔(CAN), 페트(PET) 등을 생산하는 데 주력했으나, 전기차 산업의 급격한 성장세에 따라 배터리 소재로도 사업 영역을 넓히게 됐다는 설명이다.
이차 전지의 필수 소재 중 하나인 양극박은 배터리의 용량과 전압을 결정하는 양극 활물질을 지지하는 동시에 전자의 이동 통로로서 역할하며, 높은 열 전도성을 통해 배터리 내부의 열을 방출하는 것을 돕는다.
롯데알미늄은 최근 경기 안산 반월 산업 단지에 있는 안산 1공장에 총 280억여원을 들여 이차 전지 양극박 생산 라인을 증설하는 작업을 마쳤다. 기존 식품용 알루미늄박 생산 라인과 분리된 배터리 양극박 전용 생산 설비를 설치함으로써 1만2000톤 규모의 양극박 생산 능력을 확충했다는 설명이다.
또 롯데알미늄은 양극박 생산을 위한 해외 투자도 진행하고 있다. 롯데알미늄은 지난 4월부터 헝가리 터터바녀 산업 단지 내 6만㎡ 규모 부지에 1100억원을 투입해 연산 1만8000톤 규모의 양극박 공장을 건설하고 있다. 해당 공장이 내년 말 완공돼 가동을 시작하면, 롯데알미늄의 양극박 생산 능력은 연산 3만톤 규모로 늘어나게 된다.
롯데알미늄 관계자는 "(롯데알미늄은) 국내 양극박 생산 능력을 확대해 한국·중국·미국 등의 수요 증가에 대응하고, 전기차 산업의 요충지인 헝가리에 건설 중인 (양극박) 생산 기지를 통해서는 유럽 전기차 시장을 선점하는 등 글로벌 전기차 배터리 소재 사업을 적극적으로 전개할 계획"이라고 말했다.
이에 더해 롯데정밀화학(004000)은 '스카이스크래퍼 롱텀 스트래티직 사모 투자 합자 회사'에 2900억원을 투자해 두산솔루스 경영권 인수에 참여하기로 했다고 지난 9월 23일 공시했다.
두산솔루스는 배터리 음극재에 들어가는 동박을 생산하는 업체로, 올해 6월 공개 매물로 나온 바 있다. 당시 롯데 또한 두산솔루스 인수 후보로 꼽히기도 했으나, 두산이 매각가로 1조~1조5000억원을 제시하면서 예비 입찰을 포기한 것으로 알려졌다.
하지만 삼성·SK·LG 등 주요 기업들이 전기차 관련 산업에 적극적으로 투자하고 있는 상황에서 롯데 또한 더 이상 뒤처질 수 없다고 판단한 끝에 해당 투자를 결정한 것으로 풀이된다.
롯데정밀화학이 참여한 펀드는 두산솔루스를 키우기 위해 올해 안에 최대 4500억원 규모를 투자할 방침인 것으로 알려졌다. 두산솔루스 헝가리 공장의 생산 능력을 현재 1만톤에서 2022년 3만톤까지 확대한다는 계획이다.
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