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삼성·LG·한화, 2차전지 양극재 시장 ´각축´

모바일·전기차·ESS 등 차세대 배터리 핵심소재
獨·日 등 해외기업과 합작…포스코 계열사 진출

국내 대형 화학기업들이 2차전지용 양극재 시장에 잇따라 출사표를 던지고 있다.

´양극재´는 리튬2차전지 재료비의 40%를 차지하는 핵심소재다. 모바일(소형)·전기차(중형)·에너지저장시스템(대형) 등 차세대 2차전지가 활용되는 산업이 급성장함에 따라 관련 소재 시장도 폭발적 수요가 예상된다.

9일 업계에 따르면 LG화학, 삼성정밀화학, 한화케미칼 등 화학기술력을 갖춘 기업들을 중심으로 2차전지용 양극재 사업에 투자가 활발하게 진행되고 있다.

▲ 김반석 LG화학 부회장과 귄터 폰 오 수드케미 회장이 2011년 12월13일 캐나다 몬트리올에 위치한 수드케미의 현지공장에서 MOU를 체결하는 모습.

LG화학은 독일 화학기업 수드케미(Sud Chemie)社와 대용량 리튬2차전지의 핵심소재인 ´리튬인산철(LiFePO4, LFP)계 양극재´를 생산하는 합작법인을 설립했다.

LG화학-수드케미 합작사는 오는 2014년 말 상업생산을 목표로 국내에 연간 2천500t 규모의 공장을 건설할 방침이다.

LG화학은 리튬인산철 양극재를 안정적으로 공급받아 ESS(에너지저장시스템)용 대용량 리튬 2차전지의 사업 경쟁력을 한 단계 높인다는 전략이다.

LG화학은 지난 2010년 10월 미국 캘리포니아 최대 전력사인 SCE(Southern California Edison)와 ESS용 리튬2차전지 공급계약을 체결한 데 이어 작년 말 세계 최대 전력 엔지니어링 회사인 ABB에 메가와트급 리튬2차전지 공급 계약을 체결한 바 있다.

LG화학 관계자는 "수드케미社는 리튬인산철 양극재 분야의 원천 특허를 보유하고 있기 때문에 이번 합작을 통해 특허 문제를 해결했다"면서 "특히 폭발적 성장이 예상되는 ESS용 대용량 리튬2차전지 시장에서 경쟁우위를 선점할 것"이라고 말했다.

삼성정밀화학은 일본 토다공업(TODA)과 합작으로 2차전지용 양극재 공장을 삼성SDI 울산사업장 내에 짓고 있다. 삼성정밀-토다 합작사인 ´STM´은 올 하반기 ´NCM(니켈·코발트·망간)계 양극재´를 연간 2천500t 규모로 생산할 예정이다.

STM이 생산할 리튬이온 2차전지 양극활물질 ´NCM´은 모바일 및 자동차용 리튬이온2차전지 소재로 사용된다. 또 삼성정밀화학은 ESS(에너지저장장치) 등 대형 리튬이온 2차전지 시장의 급성장에 대응한다는 전략이다.

삼성정밀화학 관계자는 "양극재를 시작으로 추가적인 핵심소재 개발을 통해 2차전지 소재분야 초일류 회사가 될 것"이라며 "삼성SDI가 2차전지 사업을 확대함에 따라 STM도 이에 부응해 생산규모 및 사업분야를 확대할 계획"이라고 말했다.

한화케미칼은 울산공장 내에 중대형 2차전지용 양극재(LFP) 공장을 갖추고 상업화를 진행중이다. 지난 해 하반기 바이어 품질테스트 및 시운전을 마친 것으로 알려졌다.

이 공장은 세계 최초로 초임계 수열합성 공정을 적용해 연간 600t의 LFP를 생산할 수 있도록 지어졌다. 약 12만대의 하이브리드자동차(HEV)에 2차전지를 공급할 수 있는 규모. 오는 2015에는 연산 1만2천t까지 LFP 생산능력을 확대할 계획이다.

한화케미칼이 자체 개발한 양극재(LFP)는 기존 시장의 대부분을 차지하고 있는 LCO(LiCoO2, 리튬 코발트 산화물)와는 달리 자연에 존재하는 철이 주원료이기 때문에 가격이 저렴하고 안정적이며 친환경적이란게 회사측 설명.

한화케미칼 관계자는 "오는 2020년 양극재 세계시장의 30% 이상을 점유할 계획"이라며 "국내외 자동차 회사들과 성능평가를 진행 중"이라고 말했다.

이 외에 포스코는 지난 3월 휘닉스소재와 손잡고 2차전지용 양극재 생산을 위한 ´포스코ESM´을 출범시켰다. 포스코ESM은 전기차용 배터리 시장을 겨냥해 NCM(니켈·코발트·망간)계 양극재를 연산 2천t 규모로 생산한다.

포스코ESM 관계자는 "포스코의 리튬·니켈·망간 등 세계 굴지의 광산 및 개발권을 통한 원료 확보에서부터 휘닉스소재의 활물질 제조까지 수직계열화를 통한 시너지 창출이 가능할 것"이라며 "국내외 전지업체와 협력을 통해 자동차·IT·에너지 등 전방산업 경쟁력 강화에 일조할 것"이라고 말했다.

한편 리튬인산철 양극재(LFP, LiFePO4)는 풍부한 철을 활용해 가격경쟁력이 높고 안전성·저장성이 뛰어난 물질이다. 또 NCM(니켈·코발트·망간)계 양극재 역시 ESS(에너지저장시스템)용 대용량 리튬2차전지 분야에서 각광받고 있다.

이 중 리튬인산철 양극재 세계 시장은 향후 ESS용 대용량 리튬2차전지의 성장에 따라 2015년 5만3천t, 2020년 14만t 규모로 급성장이 예상된다. 전세계 ESS용 리튬2차전지 시장은 현재 6천억원 규모에서 2020년 12조원 수준으로 연평균 35% 이상의 성장이 전망된다.