[영상] 한솔케미칼 실리콘음극재 시장 진출, 삼성SDI와 밀월
[영상] 한솔케미칼 실리콘음극재 시장 진출, 삼성SDI와 밀월
  • 장현민 PD
  • 승인 2020.08.19 15:11
  • 댓글 0
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<자막원문>

한: 오늘 이수환 차장 모시고 한솔케미칼 얘기 해보도록 하겠습니다. 안녕하십니까.

이: 안녕하세요. 이수환입니다.

한: 한솔케미칼이 배터리 음극재 시장에 진출한다. 배터리 음극재. 그중에서도 ‘차세대’라고 얘기하는 게 맞는지 잘 모르겠지만 현재 쓰고 있는 흑연재료 대비 에너지밀도를 높일 수 있는 실리콘계 음극재를 개발하고 있다는 얘기를 저희가 오늘 영상을 통해서 얘기를 하려고 하는데요. 일단 그전에 저희가 한번 음극재에 대한 영상을 한번 찍은 적이 있습니다. [전기차 배터리 시장 확 뒤엎을 실리콘계 음극재 기술 어디까지 왔나]라는 영상에서 실리콘계 음극재에 대해서 자세하게 설명을 해놨는데요. 그 영상을 참조를 해보시구요. 일단 영상이 보통 끊겨서 중간에 잘 안 눌러보시는 것 같아서 저희가 가볍게라도 설명을 하려고 합니다. 배터리의 4대 요소가 음극재·양극재·분리막·전해질 이렇게 있잖아요? 다 외웠습니다. 그래서 음극재의 역할은 뭡니까?

이: 음극재의 역할은 양극재에서 발생한 리튬이온이 전달돼서 음극으로 이동해서 가두게 되는 역할을 하고 있는 거구요. 또 보통은 일반적으로 충전할 때 음극을 통해서 충전이 이루어집니다. 그래서 배터리의 기본적인 성격을 결정하는 소재다. 이렇게 보면 되겠습니다.

한: 음극재는 뭘로 만듭니까? 제가 앞에서도 얘기했는데.

이: 흑연이 있습니다. 흑연. 천연흑연이 있고 그다음에 인조흑연이 있구요.

한: 흑연이라는 건 지난번 영상에서도 제가 말했는데.

이: 연필심도 흑연인데. 우리가 보통 연필로 쓰거나 샤프심으로 쓰는 흑연은 고농도, 고품질의 흑연은 아니구요. 배터리에 쓰는 흑연은 불순물이 거의 없는 아주 질 좋은 흑연만 갖다 쓰죠.

한: 그게 인조흑연이 있고 천연흑연이 있죠. 뭐가 다릅니까?

이: 천연흑연은 말 그대로 우리가 땅을 파면 나오는 그 흑연을 얘기하는 거구요. 인조흑연은 인공적으로 만든 흑연을 말하는데. 인조적으로 만들었으니까 뭔가 좋을 거라는 선입견이 있을 수도 있는데. 천연흑연의 장단점이 있고 인조흑연의 장단점이 있습니다. 천연흑연은 기본적으로 음극재가 가질 수 있는 최대한에 특성들을 다 잘 가지고 있다 그리고 인조흑연은 고출력을 내는데 적합합니다. 예를 들면 전동공구 같은 경우에는 갑자기 순간적으로 힘을 잘 줘야 되겠죠. 무선 청소기나 이런 것들에는 인조흑연을 쓰게 되죠.

한: 그러면 천연흑연이 담을 수 있는 에너지 용량은 어느 정도입니까?

이: 이론적으로 이건 이미 탄소 덩어리니까요. 그램당 372mAh(밀리암페어)가 한계입니다.

한: 372mAh. 인조흑연은요?

이: 인조흑연은 이보다는 좀 작습니다 대신에 출력이 좋습니다. 한 번에 힘을 확 줄 수 있죠 그리고 우리가 전동공구나 무선 청소기를 보시면 느끼셨겠지만 이런 제품들 충전이 빨리 안되면 답답하잖아요? 고속 충전기능을 인조흑연 같은 경우에는 고속으로 고압으로 들어오는 전기를 잘 감당할 수 있죠. 대신에 에너지밀도는 떨어지고.

한: 그러면 천연흑연일 경우. 뭐랄까요. 그램당 372mAh 그 이상이 만약에 안 나온다고 그러면 늘릴 수밖에 없겠네요? 용량을 늘리려면.

이: 용량을 늘려야 되죠. 우리가 흑연을 쓰는 이유가 명백합니다. 탄소라는 게 워낙 단단한 구조로 되어 있어서 이 안에 리튬이온들이 침투를 하거든요. 배터리를 오래 쓰면 배터리 성능이 저하되죠. 그게 다 음극에서 발생하는 것들입니다. 양극재나 분리막 이런 것들도 타격을 받겠지만 가장 많은 타격을 받는 건 음극쪽이거든요. 탄소가 만약에 부서지거나 결정구조가 망가지게 되면 배터리를 더 이상 쓸 수 없게 돼버리는 거죠.

한: 근데 어쨌든 그램당 그 정도 372mAh가 최고라면 용량을 늘리려면, 저장용량을 늘리려면 무조건 그 용량을 많이 넣는 수밖에 없겠네요?

이: 많이 넣으면 문제가 발생하죠. 일단 가격이나 이런 것도 흑연이라고 해서 절대 싼 건 아니구요. 음극재도 전체 배터리 원가의 10% 이상 20% 가까이 차지하는데. 가격적인 문제도 있고 두 번째는 무게가 무거워진다는 단점이 발생하죠.

한: 부피도 늘어나죠.

이: 부피도 커지구요. 이게 굉장히 어떤 등가교환의 법칙이 있지 않습니까? 배터리를 오래 쓰고 싶으면 많이 넣으면 되죠. 대신에 커지고 무거워지고 비싸지거든요.

한: 그거를 줄이면서 배터리 용량을 늘리는 게 과제인데 그래서 실리콘계 음극재 얘기가 나오는 것 같은데. 뭐가 다른 겁니까?

이: 흑연에다가 실리콘을 배합을 해서 섞는다고 보시면 되겠습니다. 그리고 실리콘이라는 것 자체가 흑연보다 더 많은 에너지를 담을 수 있습니다.

한: 얼마나 담을 수 있어요?

이: 일단 이론적으로는 몇 100배 이상 더 많이 담을 수 있다고 합니다. 이론적으로는 용량 자체로는 그런데 문제는 실리콘(Silicon, 규소)라는 물질이 탄소보다 훨씬 약하거든요. 쉽게 부서지는 문제가 있기 때문에. 이 문제를 해결하기 위해서 예를 들면 리튬메탈이라든지 여러 가지 다른 종류의 음극재들을 R&D를 하고 있지만 가격이 맞아야 돼서 좀 골치를 썩이고 있죠. 그중에서도 가장 가능성이 있는 게 실리콘계 음극재.

한: 몇 %나 섞어요?

이: 예를 들면 이건 업체마다 조금씩 다른데요. 5% 정도 섞었을 때 아까 372mAh/g라고 했지 않습니까?

한: 천연흑연일 경우.

이: 5% 정도 섞었을 때 1000~2000mAh/g 정도의 에너지밀도.

한: 엄청 많이 늘어나는 거네요.

이: 최소 3배 이상의 에너지밀도를 높일 수 있죠.

한: 실리콘을 섞는 것만으로. 그럼 다 섞으면 되잖아요?

이: 그게 이제 그렇게 쉽게 섞이면 좋겠는데. 말은 쉬운데 정말 어려운 게. 배터리가 전기화학 업종이거든요. 화학의 조성성분을 바꾼다는 건. 뭐라고 그럴까요. 마치 바이오약품을 개발하는 것과 같은 고난의 행군을 겪어야 되는 거라서 결코 쉽지 않다고 합니다.

한: 굉장히 많은 시행착오를 겪어야 된다는 말인 건데. 지금 실리콘계 음극재를 적용한 회사들 혹은 만드는 회사들이 있습니까?

이: 일단 실리콘계 음극재를 만드는 업체부터 말씀을 드릴게요. 대주전자재료라는 업체가 있구요.

한: 국내 업체죠.

이: LG화학의 협력사로 잘 알려져 있죠. 중국의 BTR, 일본의 신에츠 그다음에 히타치케미칼. 이렇게 대표적으로 4개 업체가 있다고 보시면 됩니다.

한: 대주전자재료는 기술력이 좀 있나 보죠?

이: 한간에 들리는 얘기로는 LG화학에 실리콘계 음극재를 넣어서 기술력이나 이런 것들은 있다고 판단이 되어집니다만 뒤에서 이런저런 얘기들이 많이 있더라구요. 명확하진 않기 때문에 저희가 여기서 말씀드리기는 좀 어렵고.

한: 그러면 지금 그렇게 4개 업체 정도 있다는 얘기는 배터리셀 업체들이 이미 실리콘계 음극재를 받아서 쓰고 있다는 얘기인가요?

이: 쓰고 있죠. 공식적으로 밝히진 않았지만.

한: 어디에 쓰고 있습니까?

이: 주로 전기차 배터리에 쓰고 있죠.

한: 전기차 배터리에 쓰고 있다.

이: 전동공구나 무선 청소기에 배터리가 고장 났을 때는 그렇게 크게 어떤 ‘필드 사고’라고 하거든요. 그렇게 크게 어려움은 없지만 만약에 만에 하나라도 전기차에서 필드 사고. 삼성전자 갤럭시노트7처럼 대규모의 폭발사고가 일어나면 걷잡을 수 없어서 여기에 좀 많이 실리콘계 음극재를 쓰고 있죠.

한: 그래서 지금 오늘 저희가 얘기하는 건 한솔케미칼 얘기인데. 삼성SDI가. 지난번 영상에는 B사라고 얘기했는데 그냥 얘기해버렸네요. BTR. BTR 거를 받아서 실리콘계 음극재를 쓰고 있었는데 그게 BTR이 생산하는 것이 삼성쪽에서 준 기술이라면서요?

이: 삼성 종합기술원에서 만든 기술이라고 합니다. 양극재도 그렇고 음극재도 마찬가지지만 중국이 오랫동안 기술을 연마해서. 기술이 썩 나쁘지 않거든요. 그리고 가격을 잘 맞춰줄 수 있다는 장점 때문에 삼성 종합기술원에서 BTR쪽에 여러 가지 레퍼런스를 두고. BTR이 이제 양산에 성공을 한 거죠. 생산을 성공을 해서 실리콘계 음극재를 삼성SDI에 주고 있었던 겁니다. 한 7년 정도 됐다고 합니다.

한: 굉장히 오래됐는데. 우리가 당연히 그냥 상식적으로 봤을 때 그렇게 기술을 전수해 주고 생산을 할 때는 우리에게만 단독으로 공급한다라는 계약 조항이 있었을 텐데. 저희가 듣기로는 BTR이 다른 생각을 품어서 삼성에서 그런 것을 발견을 하고 안돼겠다. 믿을만한 친구들을 우리가 다시, 친구들에게 다시 기술을 줘야 되겠다라고 해서 선정된 회사가?

이: 한솔케미칼.

한: 한솔케미칼이죠. 이미 전조가 있지 않았습니까? 작년에 공장도 세웠다면서요?

이: 일단 전주에 파이널 라인을 마련하고 개발 테스트를 했구요. 성능 검증 이후에 준비만 되면 양산을 할 수 있도록 익산. 전주 바로 위가 익산이지 않습니까? 거기에 제3일반산업단지에 약 3만평(9만4000㎡) 정도에 토지를 이미 구입을 했다는 공시를 한솔케미칼이 했구요.

한: 그때 무엇을 만든다라는 얘기는 안했었죠.

이: 땅만 샀습니다.

한: 땅만 샀다고 얘기했었는데 거기서 실리콘계 음극재를 만든다.

이: 한솔케미칼은 2023년까지 공시했을 때 1373억원을.

한: 2023년도까지. 아직 시간은 좀 남은 것으로 저희가 파악하고 있는 거죠?

이: 시간이 좀 남았죠.

한: 그게 시간이 그렇게 금방 만들 수 있는 재료는 아니라면서요?

이: 비슷한 예가 한솔케미칼이 생산하고 있는 고유의 재료가 하나 있지 않습니까? 퀀텀닷(QD). QD 물질 같은 경우에도 쉽게 만들 수 있는 물질은 아니었거든요.

한: 그것도 삼성 종합기술원에서 준 거 아닙니까?

이: 삼성 종합기술원에서 줬고 QD 물질이, 저도 QD를 개발하신 삼성전자 펠로우한테 들었지만 처음에 개발할 때는 “요만큼 물질을 하는데 몇 천만원을 해서 연봉이 날아간다”는 우스갯소리를 하더라구요. 지금 실리콘계 음극재도 원료가 되는 물질이나 이런 것들이 가격이 비싸서. 이제 양산 준비라는 건 그런 거겠죠. 국내에서 저렴한 가격에 BTR 수준만큼 생산을 할 수 있느냐. 그걸 가늠하기까지 3년 정도 보통 보는 것 같습니다.

한: 그 시간 동안 어쨌든 BTR로부터는 “괜찮아 우리는 너네랑 괜찮게 사이좋게 잘 지낼 수 있어”라는 어떤 뉘앙스를 풍기면서 조달을 잘 받아야 되는. 왜냐하면 지금 만들고 있는 거라면서요.

이: 중국이 전세계 음극재 시장의 최강자입니다. 샨샨, BTR. 양극재도 굉장히 잘하구요. 뭐라 그럴까요. 우리가 분명히 중국에서 재료를 가져다가 쓰는데 굉장히 좀 눈치를 본다고 하는 표현이 적당할지는 모르겠습니다만 BTR도 이런 불만이 있었다고 합니다. “우리가 잘 만들었는데”, “왜 다른 데다가 팔지 못하는 것인가?” 공급자와 수요자의 마인드겠죠. 서로 다변화를 해야 된다는 접합지점에서 그런 문제들이 얘기가 붉어져 나왔구요. 또 삼성SDI이 한솔케미칼을 그런 와중에 가장 적합하겠다라고 선택을 한 거구요.

한: 한솔케미칼이 개발 성공하기 전까지 어쨌든 삼성SDI는 BTR 하고는 원만한 관계를 잘 이어갈 수밖에 없는 상황일 수밖에 없겠네요.

이: 가만히 생각해보면 처음부터 한솔케미칼을 염두해 뒀던 건지도 모르겠습니다. 왜냐하면 한솔케미칼이 배터리 재료를 한 게 이번이 처음이 아니구요. 예를 들면 도전재. 전하를 전극과 이동시키는 역할을 하거나 아니면 집전체를 붙이는 바인더가 있지 않습니까? 점접착제. 이런 것들도 이미 한솔케미칼이 일부 사업을 하고 있었거든요. 매출에서 차지하는 비중은 그렇게 크지 않지만.

한: 무선 충전이라든지 이런 세트 조립사업이라든지 이런 걸 보면 최근에 삼성. 이건 다른 사업부, 삼성전자쪽 얘기이긴 한데 한솔테크닉스 맞습니까?

이: 맞습니다.

한: 한솔테크닉스하고 관계를 더 높여나간다든지 하고 있고 이런 소재쪽으로는 한솔케미칼쪽이랑 전반적으로 잘 맞춰나가는 게 어느 순간부터 삼성전자하고 한솔하고 관계가 돈독해지고 있다라는 그룹 전반적으로 그런 움직임도 포착할 수 있는데. 일단 다시 실리콘계 음극재 얘기로 돌아오면. 실리콘계 음극재는 어떻게 보십니까? 앞으로 대세가 될 수 있다고 보세요?

이: 얼마 전에 배터리에서 개발을 할 수 있는 요소가 몇 가지 안 남았다라는 게 학계의 정설이구요. 리튬이온배터리를 대상으로 하는 겁니다. 전고체 이런 건 빼구요. 그중에 하나가 음극재입니다. 개발할 여지가 남아있는. 예를 들면 양극재 같은 경우에는 이미 한계까지 가 있는 상황이구요. 음극재가 혁신적으로 바뀌게 되면 전고체 배터리가 등장하더라도 현재 쓰고 있는 리튬이온배터리가 10년 이상 대중적으로 쓰일 수 있는 배터리가 될 수 있는 가능성이 높고 그중에서도 리튬메탈이나 이렇게 가격이 비싸고 어려운 것보다는 가장 가능성 있는 실리콘계 음극재. 특히 주요 배터리 업체들은 다 이쪽에 R&D를 집중하고 있어서 대세가 될 걸로 보여집니다.

한: 지금 한솔케미칼 연매출이 5000~6000억원 정도 하는 것 같은데. 어떻습니까? 실리콘계 음극재를 하면 실리콘만 공급하는 거예요? 아니면 음극재에다가 섞는 것까지 본인들이?

이: 섞는 것까지 본인들이 다 하는 거죠.

한: 그럼 매출이 꽤 올라갈 수 있겠는데요?

이: 예단하기는 어렵습니다만 지금 전체 예를 들면 BTR이나 중국의 샨샨 같은 업체들이 매출을 내고 있는 걸 감안하면 최소 1000억원 이상 2000억원대까지의 매출을 기대해볼 수 있지 않을까. 확대를.

한: 삼성하고만 거래하니까 또 너무 그렇게 많이 봤다가는...

이: 근데 삼성SDI도 배터리를 증설하는 전체 로드맵이 있지 않습니까. 그런 것들을 감안하면 수천억원대에 매출 향상은 기본적으로 좀 답보하는 게 아닌가.

한: 국내에 지금 일반 음극재를 하는 회사가 어디가 있죠?

이: 포스코케미칼만 유일합니다.

한: 포스코케미칼만 유일합니까? 거기는 매출이 얼마나 되는지 모르죠?

이: 포스코케미칼은 사업이 크게 세 가지가 있는데요. 하나는 철강 내화물이라는 재료가 있고 그다음에 배터리 재료 양극재, 음극재가 있는데. 배터리만 따졌을 때 내년 매출 목표가 1조원입니다.

한: 배터리만?

이: 배터리 재료만.

한: 양극재, 음극재 둘 다 합쳐서?

이: 네. 다 합쳐서. 따로 분리해놔서 얘기는 안 하는데요.

한: 규모가 꽤 되네요?

이: 꽤 되죠. 국내 유일한 플레이어니까요. 안정적으로 공급을 하고 있고.

한: 오늘 한솔케미칼 얘기를 했습니다. 참고되시길 바랍니다. 고맙습니다.



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