이 기사는 2020년 07월 02일 17:47 thebell 에 표출된 기사입니다.

전기차(EV)의 '심장'은 배터리다. 내연기관 자동차의 경우 연료를 태워 출력을 얻는 만큼 엔진이 심장 역할을 했다. 하지만 전기차는 다르다. 전기차에 탑재되는 2차전지는 제조 원가의 30~40%를 하고, 배터리 성능에 따라 주행거리가 달라진다.

전기차의 수요가 높아질수록 '공급사슬'의 핵심을 차지하는 완제품 전지와 4대 핵심 소재(양극재, 음극재, 분리막, 전해액) 업체의 전망도 밝다. 2차전지의 4대 소재 중 핵심은 양극재와 음극재다.

양극재의 비중은 30%, 음극재의 비중은 17%에 달해 배터리의 절반 가량을 이들 소재가 차지한다. 양·음극재는 배터리 원가의 상당부분을 차지하고 있고, 이들 소재의 성능에 따라 2차전지의 출력과 충전시간 등이 달라진다. 이쯤되면 이 두 소재가 배터리의 성능을 결정한다고 해도 과언이 아니다.

전기차는 내연기관 차량과 달리 일정 시간을 충전해야 주행이 가능하다. 이 때문에 주행거리는 소비자와 전기차 제조사 모두의 고민이다. NCM(니켈, 코발트, 망간) 계열의 배터리는 양극재 내 니켈의 비중을 높여야 배터리 출력을 높일 수 있다. 국내 LG화학과 SK이노베이션은 니켈 함량이 높은 '하이니켈' 계열의 개발에 앞다퉈 나서고 있고, 개발이 상당 부분 진행됐다.

반면 음극재는 국내 업체가 상대적으로 열위에 있다. 글로벌 음극재 시장은 한국과 중국, 일본 3국이 주도하고 있다. 점유율은 중국이 압도적으로 높지만, 고부가가치 음극재는 일본이 경쟁력을 갖고 있다. 전기차에 적합한 고부가가치 음극재는 인조흑연을 탑재한 것이다.

음극재의 핵심 소재는 흑연으로 광산에서 채굴한 고순도 천연흑연을 탑재한 음극재와 석유코크스와 피치코크스를 원료로 섭씨 2500도 이상에서 가열해 생산한 인조흑연으로 분류된다.


인조흑연은 결정구조가 안정적이고 충방전 수명이 상대적으로 길어 전기차에 적합하다. 배터리 성능을 좌우할 리튬이온을 안정적으로 저장하려면 음극재의 성능이 안정적으로 유지돼야 한다. 인조흑연을 탑재한 음극재가 각광받는 이유다.

포스코케미칼과 애경유화 등 국내 음극재 제조업체들은 천연흑연을 탑재한다. 포스코케미칼이 2일 인조흑연 개발을 목표로 음극재 시장에 첫번째 도전장을 내밀었다. 이날 포스코케미칼은 포항 동해면에서 인조흑연 음극재 공장 착공식을 진행했다.


총 2177억원을 투자해 2023년까지 공장을 완공할 계획이다. 목표 캐파(Capa)는 연산 1만6000톤으로 60킬로와트 기준 전기차 약 42만대에 공급할 수 있는 양이다. 포스코케미칼은 2023년에는 천연흑연 음극재 10만5000톤, 인조흑연 음극재 1만6000톤을 생산할 수 있을 것으로 예상했다.

인조흑연 음극재 생산에 성공할 경우 포스코케미칼은 세계 6번째로 관련 제품을 생산하는 지위를 얻게 된다. 인조흑연 음극재를 생산하는 업체는 중국 업체로는 △샨샨(Shanshan)과 일본 업체로는 △히타치 △JFE △미쓰비시 △쇼와덴코 등이다. 포스코케미칼의 인조흑연 생산으로 2025년에는 국산화가 가능할 것으로 예상된다.

포스코케미칼은 인조흑연 생산으로 음극재 부문의 '수직계열화'를 이뤄낼 전망이다. 현재 자회사인 피엠씨텍에서 음극재 원료인 침상코크스를 생산하는데, 상당부분을 중국으로 수출했다. 인조흑연 음극재 양산이 가동되면 원료 전량을 자회사에서 조달할 수 있다.

음극재 1톤을 생산하는데, 침상코크스 1.7톤이 필요하다. 현재 피엠씨텍의 캐파는 6만톤이다. 인조흑연 음극재 원가에서 침상코크스가 차지하는 비중은 7% 가량이다. 수직계열화를 통한 수익성도 경쟁사보다 높을 전망이다.

포스코케미칼은 2019년 양극재 부문에서 984억원의 매출을, 음극재 부문에서 1200억원을 냈다. 인조흑연 음극재 완공 후 1만6000톤 전량을 판매한다고 가정하면 2000억원의 추가 매출이 기대된다.

최정우 포스코그룹 회장은 이날 착공식에서 "전기차 시대를 앞두고 국산화가 반드시 필요했던 소재를 포스코가 개발하게 됐다"며 "그룹의 미래 성장을 위해 매우 중요한 순간이 될 것"이라고 강조했다.