에코프로 "미드니켈이 하이니켈 소재보다 안전"

양제헌 이사 "미드니켈, 하이니켈 보다 열확산에 우위"

"에너지 밀도 높을수록 적은 에너지에서 열폭주 발생"

양극재 수요, 연 19% 성장···"LFP는 경쟁우위 점할 것"

"미드니켈은 새로운 것이 아니다. 열 폭주 전이에 대한 특성 때문에 다시 미드니켈로 회귀하는 트렌드가 있다" (에코프로)

26일 시장조사업체 SNE리서치가 서울 강남구 한국과학기술회관에서 전기차 및 배터리 전후방 산업의 최신 기술 동향을 공유하는 '제7회 NGBS 2024'를 개최한 가운데 에코프로의 대표 연사로 나선 양제헌 마케팅실 이사가 이같이 말했다.

양제헌 에코프로 이사가 26일 NGBS 2024에서 발언하는 모습. 사진=김현호 기자

"미드니켈, 하이니켈보다 안전성에 우수"

미드니켈(Mid-Ni)은 국내 배터리 3사가 주력으로 생산하는 하이니켈 배터리보다 니켈 함량이 낮은 양극 소재다. 삼원계 대비 니켈 함량은 50~60%대로 낮췄고 리튬도 수산화리튬 대비 상대적으로 저렴한 탄산리튬을 활용한다. 에너지 밀도는 하이니켈보다 낮으나 LFP(리튬인산철)보다 높아 전기차 비용 문제로 배터리 가격을 낮춰야 하는 업계 특성상 활용성이 높은 소재로 꼽힌다.

이날 양제헌 이사는 "열 안전성은 언젠가 한 번쯤 꼭 짚어봐야 할 아젠다로 생각하며 하이니켈 삼원계보다 강점이 있는 LFP를 중국을 필두로 테슬라도 개발 중"이라며 "앞으로 2~3년간 우리나라 이차전지 산업이 중요한 분기점을 맞이할 것"이라고 내다봤다.

양 이사는 열폭주(TR : Thermal Runway) 안전성에 유리한 양극재 소재로 LFP, 미드니켈, 하이니켈 순으로 꼽았다. 또 미드니켈이 하이니켈보다 열확산(TP : Thermal Propagation)에서도 우위가 있다고 설명했다. 배터리 폼팩터(형태)로 비교하면 원형·각형이 파우치형보다 안전하다고 평가했다.

그는 "LFP 셀 하나를 발화하기 위해 투입된 에너지를 100%로 가정하면 삼원계는 50~60% 정도의 적은 에너지로도 셀이 발화했다"며 "에너지 밀도가 높으면 높을수록 적은 에너지라도 TR이 발생하고 TR이 발생하기까지 짧은 시간이 소요된다"고 말했다. 또 원형·각형의 경우 전류차단장치가 있어 파우치형보다 열 문제에 있어 안전하다는 게 양 이사의 설명이다.

양 이사는 "전기차에서 가장 중요한 요소는 배터리 가격"이라며 "배터리 핵심 소재인 니켈, 리튬 가격이 최근에 줄어들어 양극재와 배터리 판가도 감소해 전기차 판가도 저렴해졌다"고 말했다. 그러면서 "하지만 전기차 업체는 열 안전성 등의 문제를 극복하기 위해 배터리 팩에 더 많은 원가를 투입하고 있다"며 "팩이나 모듈에서 어디까지 열 안전성을 잡아주고 소재는 어디까지 맞춰줘야 하는지 등을 고민해야 할 시점"이라고 덧붙였다.

양극재 수요는 늘지만···LFP 비중 확대

양극재 소재 기업들은 지난해 부정적 래깅 효과(원료 투입 시차)로 대규모 적자를 기록한 데 이어 올해는 전기차 캐즘 현상이 지속돼 어려운 경영 환경을 예고한 상태다. 특히 전기차의 가격 경쟁 심화로 글로벌 OEM(주문자상표부착생산)이 LFP 채용을 확대할 것이라는 게 SNE리서치의 설명이다. 삼원계 위주의 소재를 생산하는 우리 기업으로선 악재인 셈이다.

SNE리서치에 따르면 양극재 적재량은 2020년 293만톤을 기록한 이후 2021년 625만톤, 2022년 1087만톤, 2023년에는 1514만톤에 달했다. 전기차 판매량이 늘어나면서 불과 3년 만에 적재량이 5배 이상 증가한 것이다. 작년 양극재 적재량 기준 가장 높은 비중을 차지한 소재는 LFP로 전체 점유율은 45.6%(690만톤)로 집계됐다. 이어 하이니켈(27.5%)과 미드니켈(22.9%) 순으로 조사됐다.

국가별 양극재 소재 사용 비중은 큰 차이를 보였다. 중국의 경우 작년에 LFP를 약 90% 채택한 반면 하이니켈, 미드니켈 사용 비중은 각각 32.1%, 38%에 그쳤다. 같은 기간 유럽의 경우 LFP는 2.3% 사용한 반면 하이니켈과 미드니켈은 31.3%, 41.5%를 사용했다. 북미에선 하이니켈(30%) 사용 비중이 가장 높았다.

SNE리서치는 "양극재 시장은 2023년 약 200만톤(약 50조원)에서 2035년에는 940만톤(138조원) 규모로 증가할 전망"이라며 "LFP 양극재 시장은 2022년 30%를 넘어 2030년 54% 이상을 점유해 이후 삼원계 양극재 시장과 경쟁구도에서 우위를 점할 것"이라고 내다봤다.