2023. 5. 3. 11:49ㆍ비지니스 & 엔터
리튬이온배터리에 관심이 정말 뜨겁다. 하지만 국내 리튬이온은 ncm(리튬 코발트 망간), nca(리튬 코발트 알루미늄) 이 두가지 리튬이온배터리에 대한 기술적연구와 대체제연구개발에 힘을 썼다.
그래서 리튬이온배터리와 관련주가 급등을 하면서 코스피와 코스닥에 지각변동이 일어나기도 했다. 아마도 지속적으로 관련주의 급등 급락이 이어질 것으로 보인다.
중국은 NCM, NCA 리튬이온배터리 대신 NFP(리튬, 철, 인산 및 카본)배터리 연구에 집중해서 거의 모든 중국차에는 바로 이 NFP 배터리를 사용하고 있는데, 이유는 NFP에 사용되는 원료가 훨씬 더 저렴하고 안정적이기 때문이라고 한다.
LFP배터리 연구개발에 들어간 기업들
'한국 정부가 글로벌 전기차용 이차전지 시장에서 30% 이상을 차지하는 리튬인산철(LFP) 배터리 개발에 노력을 기울일 계획이다. 이를 위해 정부는 세계 최고 품질의 국산 LFP 배터리를 개발하기 위해 약 200억원 이상의 연구개발(R&D) 예산을 투입할 예정이다.
산업통상자원부는 '고성능 LFP 양극소재, 전해액, 셀 제조기술 개발' 사업에 대한 수행기관을 확정했다고 밝혔다. 이 사업은 오는 2026년까지 총 233억원을 투입하여 세계 최고 성능을 구현한 LFP 배터리를 개발하는 것을 목표로 한다. 정부와 민간이 각각 164억원, 69억원을 예산으로 설정하여 이를 추진할 예정이다.
LFP 배터리는 니켈·코발트·망간(NCM) 배터리 대비 높은 가격경쟁력을 갖추고 있으며, 최근에는 핵심 광물 가격의 급등으로 인해 니켈, 코발트 등을 사용하지 않는 데다 성능이 개선된 LFP 배터리가 주목받으면서 급성장하고 있다. 이러한 배터리는 주행거리가 짧은 게 한계이지만, 그러한 단점을 극복하기 위한 기술적 개발도 진행되고 있다.
이에 따라 LFP 배터리는 전기차 시장에서 더욱 중요한 역할을 할 것으로 예상되며, 정부의 이번 노력이 성공하면 국내 기업들이 글로벌 시장에서 더욱 경쟁력을 갖출 수 있을 것으로 보인다.
LFP 배터리는 리튬, 철, 인산 및 카본 등으로 구성된 양극소재를 사용한다. 이 중에서도 LFP 배터리의 가장 중요한 재료는 인산철(LFP)인데, 인산철은 안정적이고 안전한 성능과 경제성을 갖춘 양극소재로, 다른 배터리에 비해 가격이 저렴하고 안정성이 높아 인기를 얻고 있다.
즉, 저가형 전기차등에 공급이 가능하기 때문에 저렴한 가격에 전기자동차를 판매할수 있는 것이다. 물론 장점만 있는 것은 아니다. 그랬다면 전세계 모든 리튬이온관련회사들이 이 NFP배터리만 생산을 했을테니.
또한, 인산철은 다양한 원료를 사용하여 생산할 수 있으며, 다양한 광물에서 추출할 수 있어 대량 생산이 가능합니다.
양극소재 외에도 전해액, 세퍼레이터, 알루미늄 호일 등의 부재도 사용되는데, 전해액은 전기가 통하는 매개체로서 리튬염과 유기 용제의 혼합물로 만들어지고, 세퍼레이터는 양극과 음극 사이에 위치하여 전기를 전달하면서 동시에 단락을 방지한다.
알루미늄 호일은 배터리 전극의 기반으로 사용되는데, 이러한 원료들이 LFP 배터리 제조 과정에서 사용되며, 이들의 품질과 성능이 배터리의 전체적인 품질과 성능에 큰 영향을 미친다는 것이다.
LFP 배터리 생산 및 판매량 급증
대외경제정책연구원은 지난달 27일 발표한 '중국 LFP 배터리 공급망 분석 및 시사점' 보고서에서 중국 전기차 시장에서 LFP 배터리의 생산 및 판매량이 급증하고 있다는 사실이 드러났다.
중국 전기차 시장의 절반 이상에 LFP 배터리가 탑재, LFP 배터리를 주요 공급하는 CATL과 BYD는 중국 시장의 80% 이상을 점유하고 있다는 충격적인 결과를 발표했다.
전기차의 생산 및 판매로 글로벌 완성차 업체들 역시 LFP 배터리에 대한 수요가 증가하고 있으며, 가까운 미래에는 LFP 배터리가 삼원계 배터리를 역전하여 글로벌 시장점유율을 확대할 가능성이 크다고 본다.
2030년까지 미국 전기차 시장에서 LFP 배터리가 초과수요를 유지할 것으로 예상되며, 미국 내 전기차 수요의 40%를 LFP 배터리가 점유할 것으로 예측하고 있는데 이유는 아래와 같다.
테슬라는 기존 모델인 모델3, 모델Y뿐만 아니라 보급형 모델, 전기버스, 단거리 전기트럭까지 LFP 배터리를 채택할 계획이며, 현대자동차그룹도 2세대 레이 전기차에 중국 CATL LFP 배터리를 탑재할 예정이라고 한다.
뿐만 아니라 BMW, 폭스바겐, 스텔란티스 등 상위 기업들이 LFP 배터리 채용을 공식화한 만큼 유럽 시장 내 중국산의 비중은 더욱 증가할 수 있을 것으로 전망된다.
아직까지는 이 FTP배터리가 NCM, NCA배터리보다 성능적인 면에서 부족할지 모르지만, 다양한 연구개발로 인해 배터리 성능이 개선이 된다면 삼원계배터리를 충분히 초과할수 있을것이다.
그래서 생각보다 너무 커지고 있는 FTP배터리의 성장성에 대응하기 위해 LFP 배터리를 포함한 연구개발과 공장증설 등에 투자를 본격적으로 돌입하고 있다.
대표적인 국내 LFP 배터리 관련주
대표적인 LFP 배터리 관련주로는 LG화학,LG에너지솔루션, POSCO 케미칼, SK온, SK이노베이션, 한화케미칼, 동국제강 ,엘앤에프,아모그린텍, 팬스타엔터프라이즈,코윈테크,씨아이에스,EG,파워넷 등이 있다.
이들은 LFP 배터리 원료 생산과 전기차용 LFP 배터리 생산 등에 특화된 기업으로, LFP 배터리의 성장을 바라는 기업이다.
또한, LFP 배터리 제조 장비를 공급하는 기업들도 큰 관심을 받고 있다. SEMES, HYTECO, TPS 등은 LFP 배터리 제조 과정에서 필요한 장비를 생산하고 판매하는 기업으로, LFP 배터리 생산의 핵심적인 역할을 하고 있다.
이번 대한민국의 KG모빌리티의 토레스 EVX(전기 중형 SUV)에 탑재된 리튬이온배터리가 바로 BYD의 LFP배터리다.
뿐만 아니라, LFP 배터리의 사용 분야인 전기 자동차 관련주들도 큰 주목을 받고 있습니다. 특히, 전기차 배터리 팩 업체로는 LG화학, SK이노베이션, 삼성SDI, CATL 등이 있으며, 이들은 전기차 시장에서 큰 지위를 차지하고 있습니다.
따라서, LFP 배터리 관련주들은 전기차 시장이 더욱 성장함에 따라 그 가치가 더욱 커지고 있으며, 전기차 산업에 투자하고자 하는 투자자들에게 많은 관심을 받고 있습니다.
LFP 배터리의 장점과 단점 그리고 보완점
먼저, LFP 배터리는 리튬이온 이차전지는 다른 리튬이온 배터리인 니켈·코발트·망간(NCM) 배터리와 비교했을 때 특징적인 장단점을 가지고 있는데 한번 알아보자.
LFP 배터리의 최대 장점
일단 안정성이 뛰어나다. LFP 배터리는 안정성이 높아 고온에서도 열화되지 않고 안정적인 충전-방전 성능을 유지할 수 있다. 이는 안전성 측면에서도 우수하다.
그리고 비용이 낮다. LFP 배터리는 코발트를 사용하지 않아 경제적인 면에서 이점이 있다. 또한, 니켈, 코발트, 망간 등 희소금속의 고가격화에 따라 이러한 금속들을 대체하는 대안으로 주목받고 있다.
LFP 배터리는 친환경적인 소재로 구성되어 있어, 폐기물 처리나 재활용이 용이하기 때문에 나름 친환경적이라는 것이다.
LFP 배터리의 최대 단점
에너지 밀도가 낮아서, 다른 리튬이온 배터리와 비교했을 때 상대적으로 낮다. 따라서, LFP 배터리로 제작된 전기차의 주행거리는 상대적으로 짧을 수밖에 없다.
불균형 충전-방전 문제도 원인이다. LFP 배터리는 충전 시점과 방전 시점에서 전압이 불안정하게 나타나는 경우가 종종 발생한다. 이는 배터리 성능 저하의 원인이 될 수 있다는 것이다.
LFP 배터리의 최대 보완점
에너지 밀도 향상시켜야 한다. 이 LFP 배터리의 에너지 밀도가 높아질수록, 주행거리가 더욱 늘어나게 된다. 따라서, 에너지 밀도를 향상시키는 기술적 개발이 필요하다.
충전-방전 안정성 강화시켜야 한다. 불균형 충전-방전 문제를 해결하기 위해, 충전-방전 과정에서 안정적인 전압을 유지하는 기술적인 보완이 필요하다.
대량 생산 기술 개발이 필요하다. LFP 배터리의 효율적인 대량 생산 기술을 개발함으로써, 생산성과 경제성을 높이는 것이다. 이를 위해, 셀 제조 기술 등의 분야에서 기술적인 개발이 더 많이 요구되는 것이다.
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