최근 전기차 시장이 급성장하면서 배터리 수요량이 급증함에 따라 리튬이온배터리의 원재료인 리튬과 코발트 등 주요 원자재 가격이 급등하고 있다. 특히 중국 정부가 자국 내 공급망 구축을 위해 해외 광산업체 인수합병(M&A)에 나서면서 세계 최대 생산국인 중국으로의 자원 쏠림 현상이 심화되고 있다. 이에 국내 기업들이 경쟁력 확보를 위해 희토류 대체재 개발 및 신소재 연구개발(R&D) 투자 확대에 나서고 있지만 아직까지는 뚜렷한 성과를 내지 못하고 있다는 지적이다.
전기차용 배터리는 어떤 원리로 작동하나요?
배터리는 양극활물질, 음극활물질, 분리막, 전해질 4가지 소재로 구성돼 있으며, 각 소재마다 고유의 특성을 가지고 있다. 우선 양극활물질은 에너지 저장 용량을 결정짓는 물질이며, 주로 리튬코발트산화물(LCO) 또는 리튬니켈코발트알루미늄(NCM) 계열이 쓰인다. NCM계열은 니켈 함량이 높을수록 에너지 밀도가 높아지지만 안정성이 떨어지고, LCO계열은 안전성은 높지만 에너지 밀도가 낮다. 또한 음극활물질은 충전 시 리튬이온을 받아들이는 역할을 하며 흑연·실리콘·탄소나노튜브(CNT) 등이 쓰이고, 분리막은 양극과 음극 사이에서 리튬이온이 이동할 수 있도록 하는 얇은 막 형태의 소재다. 마지막으로 전해액은 이온 전도체로서 화학반응을 통해 리튬이온을 전달한다.
중국 업체와의 기술 격차는 얼마나 되나요?
국내에서는 LG화학, 삼성SDI, SK이노베이션 등 대기업 위주로 사업을 영위하고 있으나 대부분 중소기업으로부터 원료를 수입해 가공 후 납품하는 구조여서 원천기술 확보는 쉽지 않은 상황이다. 실제로 최근 2년간 글로벌 이차전지 업계 1위인 일본 파나소닉과의 기술 격차는 더욱 벌어진 것으로 나타났다. 지난 2016년까지만 해도 파나소닉 대비 약 80% 수준이었던 한국 전지업계의 기술수준은 지난해 말 기준 70% 초반까지 하락했다. 반면 같은 기간 동안 파나소닉의 기술수준은 90% 중반 이상으로 높아졌다.
희토류란 무엇인가요?
희토류는 란탄계 원소 15개, 스칸듐ᆞ이트륨계 원소 6개 등 총 17개 원소를 일컫는 말로, ‘자연계에 매우 드물게 존재하는 금속 원소’라는 의미를 담고 있다. 희귀 광물이기 때문에 경제적 가치가 높고, 스마트폰에서부터 하이브리드 자동차, 풍력발전기 모터에까지 다양하게 활용된다. 현재 우리나라 전체 희토류 수입량 중 95%가량이 중국에서 들어오고 있다.
