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2차전지 시장, 첨가제 비중이 높아진다

실리콘 음극활물질·CNT도전재·전해질 첨가제 등 관심 커져

2차전지 시장, 첨가제 비중이 높아진다


[산업일보]
9월 개최 예정인 테슬라(Tesla)의 ‘배터리데이(Battery day)’를 앞두고 과연 어떤 내용들이 공개될지 시장의 관심이 높아지고 있다. 테슬라의 목표는 명확하다. ‘차세대 저비용 고성능 배터리’를 ‘대량 양산’해 세계 최고 수준의 배터리 셀을 자사 전기차에 적용하겠다는 것이다. 양과 질 측면에서 모두 앞서 나가겠다는 테슬라는 전기차뿐만 아니라 배터리 시장에서도 First mover다.

이제 非테슬라 진영 업체들은 더 이상 기술 격차가 벌어지지 않기 위해 Fast follower 전략을 확고히 해야 할 시점으로 판단된다.

하이투자증권의 ‘3가지 마법의 가루(첨가제)’ 보고서에 따르면, 주요 완성차 업체들이 배터리 업체에 요구하는 사항은 주행 거리 향상과 충전 시간 단축, 저온 성능 개선, 수명 증가 등으로 명확하다.

특히 테슬라가 주행거리, 배터리 원가, 수명 등에서 또 한발 앞서 나가고 있어 완성차 OEM 업체들이 중대형 배터리 업체들에게 성능 개선을 요구하는 압박은 더욱 거세지고 있다.

현 시점에서 볼 때 전기차용 배터리 방식이 지금의 리튬 배터리의 기본 형태에서 크게 바뀌긴 쉽지 않아 보인다. 차세대 배터리로 불리는 전고체 배터리는 최근 논문상으로 혁신적인 연구개발이 이루어지고 있지만 실제 전기차에 적용되는 시기는 빨라야 2027~2030년 경일 것으로 전망되고 있다. 이에 전문가들은 향후 10 년간 큰 폭으로 성장할 것으로 전망되는 리튬 배터리 첨가제 시장에 주목하는 것이 우선일 것으로 보고 있다.

첨가제 종류는 크게 3 가지로 구분할 수 있는데, 음극재에서 에너지 용량을 높일 수 있는 실리콘 음극활물질이 가장 첫 손에 꼽힌다. 기존 흑연 소재에 실리콘 음극활물질을 5~10wt%로 첨가할 경우 음극재의 에너지 밀도 향상, 충전 속도 단축 등의 효과를 기대할 수 있다.

CNT 도전재에도 관심이 집중되고 있다. 양극재에서는 기존 도전재인 카본블랙을 대신해 CNT를 사용시 전자이동도가 높아 도전재 사용량을 1/5 수준으로 줄일 수 있다. 따라서 동일 부피 내에서 도전재 사용량을 줄이고 양극활물질을 더 많이 투입할 수 있어 에너지 밀도를 높일 수 있다.

음극재에서는 실리콘 음극활물질과 연관성이 높다. 실리콘 음극활물질은 기존 흑연 소재에 비해 부피 팽창이 크기 때문에 많은 문제가 발생할 수 있다. 이 때 CNT 도전재가 실리콘 음극재의 팽창을 잡아주는 보완재로서 사용된다.

마지막으로 전해질 및 전해액 첨가제이다. LiPF6 와 함께 일반적으로 같이 사용되는 전해질은 LiFSI 및 LiPO2F2이며, LiPF6와 병행해서 사용됐을 시 배터리 수명 향상 및 저온 성능 개선의 효과를 기대해 볼 수 있다.

하이투자증권의 정원석 연구원은 “전세계 실리콘 음극재 시장이 2025년 약 5조5천억 원 규모로(CAGR +233%), 전세계 CNT 도전재 시장은 2025년 2조2천억 원(CAGR +216%)로 급격히 성장할 것으로 전망된다(非테슬라 진영 기준)”며, “아직까지 본격적으로 시장이 개화되기 전이지만 완성차 OEM 업체들의 배터리 특성 개선 요구가 강하고 주요 중대형 배터리 업체들의 기술 개발 계획안들을 볼 때 첨가제 시장이 예상보다 더 크게 성장할 가능성은 높다”고 말했다.
김진성 기자 weekendk@kidd.co.kr

안녕하세요~산업1부 김진성 기자입니다. 스마트공장을 포함한 우리나라 제조업 혁신 3.0을 관심깊게 살펴보고 있으며, 그 외 각종 기계분야와 전시회 산업 등에도 한 번씩 곁눈질하고 있습니다.

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