시사바로타임즈= 장훈녕기자

 글로벌  이차전지 시장이 친환경기조(전기차등)와 괘를 같이해 가파른 성장세(S&P 글로벌 2025년 시장규모 1600억달러 전망)를 보이는 가운데 안정적인 공급망 확보등은 세계 각국의 주요 관심사(미국 IRA,EU CRAM등) 로 부상하고 있다. 이차전지(secondary battery)는 외부의 전기 에너지를 화학 에너지로 바꾸어 저장한 다음 재사용할 수 있도록 만든 전지이다.  우리나라도 이차전지를 반도체.디스플레이,바이오와 함께 국가첨단전략산업으로 선정하고 있다. . 

일반적으로 이차전지 산업의 공급망은  크게 △ 원재료 조달(upstream)→ △원재료 제련 및 소재· 셀 제조(midstream) →△ 배터리 팩 제조(downstream)→ 재활용(recycling)의 단계로 나눌 수 있다.  원재료에 주로 활용되는 광물은 리튬, 니켈, 코발트, 망간,인상 흑연등이다.  

△ UPstream : 리튬 이온은 양극(+) 물질과 음극(-) 물질의 산화· 환원 반응이 일어나는 경우 양극-음극을 이동하면서 이차 전지를 충전 및 방전하는 역할을 담당한다. 니켈은 이차전지의 에너지 밀도를 결정한다. 니켈 함량이 높아지면 에너지 밀도가 증가하여 전기차의 1회 충전시 주행거리가 늘어난다. 한편 니켈 비중을 높일수록 배터리 수명이 줄어들고 안정성도 낮아진다는 단점도 있다. 코발트는 이차전지의 수명및 안정성을, 망간은 이차전지의 안정성을, 알루미늄은 이차전지의 출력을 결정한다. 

△ MIdstream: 원재료의 불순물을 제거하는 단계인 제련 과정과 소재·배터리 셀 과정을 포함한다. 소재는 양극재,음극재, 분리막, 전해액 등 으로 구성된다. 양극재(cathod material)는 양극을 구성하는 재료로 배터리의 용량과 평균 전압을 결정한다. 원가(양극재 제조비용은 전체 배터리 원가에서 약30~40% 차지)및 성능 측면에서 매우 중요하다. 양극재 내 원재료 배합비율에 따라 주행거리, 충전속도등이 결정된다. ※국내 이차전지 제조업체들은 NCM(니켈-코발트-망간),NCA(니켈-코발트-알루미늄)의 삼원계 배터리를 주력으로 삼고있다. 음극재(anode material)는 배터리의 충전속도와 수명을 결정한다. 음극활 물질(cathode active material)은 대부분 천연흑연과 인조흑연을 혼합하여 사용한다. 음극재 제조비용은 전체 배터리원가에서 약 9%를 차지한다. 분리막(separator)은 양극과 음극이 서로 닿지 않게 해주는 역할을 해주며 전해질(electrolyt)는 양극과 음극사이에서 리튬이온의 이동통로 역할을 해준다. 분리막과 음극재는 전체 생산원가의 10%대를 차지한다. 

△ Downstream: 전기차 산업이 중요한 전방산업으로 부상한 가운데,인공지능(AI),로봇 산업, 에너지저장장치등 활용영역을 확대하고 있다. 

 장훈녕기자 hnjang@sisabarotimes.com