미드니켈 양극재, 중국산 LFP 저가 배터리 시장에 대응하기 위한 K배터리 전략

배터리 업계가 하이니켈 양극재 대신 미드니켈 양극재 준비를 하고 있습니다.

최근까지는 양극재 용량을 높이기 위해(에너지 밀도 및 주행거리 향상) 니켈의 비중을 높이는 방향으로

개발했었습니다. 음극재도 흑연에 일부 실리콘을 첨가해 충전속도와 에너지밀도를 높이는 방향으로 개발이 이뤄졌습니다.

이는 그동안의 시장의 요구는 급속충전 및 주행거리 확보였기 때문입니다.

그간의 노력으로 이제는 전기자동차의 평균 주행거리가 500km까지 확보하였고 수명도 10년 이상 확보했지만 현재 시장의 요구사항은 차세대 전지를 사용한 성능상의 개선뿐만 아니라 가격/안전/충전속도를 모두 만족하는 배터리입니다.

배터리 종류별 주행거리 향상 추이(출처 : 포스코)

미드니켈 배터리란?

미드니켈은 니켈 함량이 40-60%인 배터리로 하이니켈(70-90%) 양극재에 비해 상대적으로 에너지 밀도가 낮습니다.

이는 주로 하이니켈(니켈 80%이상) 배터리 양산에 난항을 보이는 중국 배터리 업체들이 시도했던 과거의 기술입니다.

그렇지만, 보급형 전기차 확산에 대응할 수 있는 전략으로 가격 경쟁력과 안정성 측면에서 삼원계(NCM) 하이니켈 대비 장점이 있기 때문에 K 배터리 업체들이 주목하고 있습니다. 실제 이 분야의 연구 인력이 최근 증가하고 있다고 합니다.

 

미드니켈 배터리가에 주목하는 이유

전기차 보급률 확대를 위한 가격 경쟁력 확보

미드니켈 배터리에 주목하는 배경은 최근 전기차 가격을 낮춰 전기차 보급율을 높이려는 완성차 업계의 움직임 때문입니다. 중국 완성차 업체 위주로 생산됐던 LFP 리튬인산철 배터리를 테슬라, 현대차 등에서도 사용하면서 전기차 가격을 낮추려는 시도가 이어지고 있습니다. 이는 최근 경쟁이 심해지고 있는 전기차 시장에서 가격 경쟁력이 주요 요소로 작용한 탓이라고 생각합니다.

 

이제는 전기자동차의 가격의 상당수를 차지하는 배터리 셀의 가격이 더욱 중요해지고 있습니다.

전기차 시장도 프리미엄과 보급형으로 나뉩니다. 현대자동차와 LG에너지설루션과 합작법인을 설립한 인도네시아와 같이 동남아시아의 경우 경우 한국에서는 보기 힘든 2000만 원 전/후의 값싼 보급형 차량들이 주류입니다.

 

한국의 경우도 도로 위 달리는 차의 대부분은 아반떼/그랜저/쏘렌토 등 보급형 차량이 주류입니다.

즉, 전기차는 그동안 가격이 비싸 주로 프리미엄 모델 중심이었지만 이제는 보급형 시장에 집중해 나갈 때입니다.

 

실제로 23년 중국 CATL의 리튬인산철 LFP 배터리를 탑재한 테슬라 모델 Y의 경우 판매가격은 5699만 원으로 

국내 전기차 보조금 지원받게 되면 4000만 원 후반에서 5000만 원 초반으로 구매가 가능합니다.

이러한 가격 경쟁력에 힘입어 리튬인산철 LFP 배터리가 탑재된 테슬러 Y 모델의 국내 판매량은 출시 두 달 만에

7000대를 넘었습니다.

니켈 공급 부족 문제에 대한 대비

이 밖에도 미드니켈로의 방향성 전환은 원자재 공급망 때문이기도 합니다.

배터리 핵심 광물 중 하나인 리튬은 남미/중국 외에도 호주, 아프리카 등 새로운 공급처가 계속 발견되고 있으며

이로 인해 지난 1년간 리튬의 가격은 떨어져 안정 구간입니다.

 

이에 반해 전기차 배터리에 사용되는 고순도 니켈(클래스 1)은 공급 부족이 예측되고 있습니다.

배터리용 니켈의 수요는 25년 84만 1000톤, 30년 237만 톤으로 증가할 것이기 때문입니다.

 

최근 니켈 가격의 하락세는 중국 수요 부진과 인도네시아의 생산량 증가에 따른 공급 과잉의 결과입니다.

니켈은 배터리와 스테인리스강 생산에 사용되는데 스테인리스강의 최대 생산국인 중국이 23년 상반기부터 

수요 부진을 겪으며 니켈 가격이 하락했습니다. 한편, 니켈 최대 생산국인 인도네시아는 니켈 채굴량을 전년 대비

48% 늘렸습니다. 이에 S&P글로벌에 따르면 향후 4년간 공급 과잉으로 니켈 가격이 안정화 구간을 지난 뒤

4년 후 공급 부족을 전망하고 있습니다. 이 같은 배경에는 신규 니켈 매장지 발굴이 급격히 줄었기 때문입니다.

테슬라 마스터플랜 파트 3

테슬라의 마스터 플랜 파트 3은 전 세계 내연기관 자동차가 모두 전기자동차로 전환 됐을 경우를 가정하였습니다.

테슬라는 현재 전 세계 자동차는 약 14억대인데 년 간 자동차 판매량은 총 8500만대라고 하였으며

향후 전기차 연 판매량이 8900만 대에 달하고 전 세계 전기차 보유량은 14억 3000만 대까지 증가할 것으로 보았습니다.

또한 테슬라는 전기차에 탑재되는 배터리 종류와 용량 예상치도 밝혔습니다.

테슬라 스탠더드 레인지 모델에는 리튬인산철(LFP) 배터리를 사용하고

테슬라 롱레인지 모델에는 삼원계(NCM) 배터리를 사용한다고 하였습니다.

 

즉, 테슬라도 전기차 시장을 이분화하여 프리미엄/보급형 시장을 다른 전략으로 준비하고 있습니다.

LG에너지설루션 2023 배터리 콘퍼런스 중

LG에너지설루션은 2023 배터리 콘퍼런스에서 저가형 배터리 시장 침투를 위한 전략은 미드니켈 배터리라고 했습니다.

니켈이 상대적으로 적게 들어가 메탈가에서 가격 경쟁력을 갖출 수 있다는 장점이 있기 때문입니다.

LG에너지솔루션 KABC2023