이차전지 음극재 시장에서 흑연 음극재를 대체할 가장 유망한 음극재로 '실리콘 음극재'가 주목받고 있습니다. 글로벌 음극재 시장에서 '실리콘 음극재'는 가장 높은 생산 증가율을 기록하며, 2028년에는 그 규모가 3배가량 확대될 전망입니다.
음극재는 이차전지의 충전 속도와 수명을 결정하는 핵심 요소로, 원료에 따라 △천연흑연 음극재 △인조흑연 음극재 △실리콘 음극재 △리튬메탈 음극재로 분류되는데요. 이 중 실리콘 음극재는 흑연에 실리콘을 일부 배합하는 방식으로 제작되며, 흑연으로만 이루어진 음극재보다 에너지밀도를 최소 3배 이상 높일 수 있다고 알려졌습니다.
QY리서치의 음극재 소재별 생산 전망(2022-2028) 보고서에 따르면 2021년 기준 음극재 시장은 인조흑연(78.1%)과 천연흑연(18.9%)이 큰 비중을 차지하고 있으며, 실리콘 음극재는 0.8%에 불과한 수준인데요. 2021년부터 관련 기업들이 전기차 배터리 충전속도와 용량 확대를 위해 실리콘 음극재 개발 및 상용화를 추진하면서 가장 높은 성장세를 보이고 있습니다.
QY리서치는 인조흑연 및 천연흑연 음극재의 성장률은 각각 37.8%, 22.4%로, 실리콘 음극재 증가율은 57.7%로 전망했습니다.
이에 2028년 글로벌 음극재 소재별 시장에서 천연흑연 음극재는 점차 감소하고 실리콘 음극재 비중이 크게 늘어날 것으로 보이는데요. 천연흑연은 2021년 18.9%에서 2028년 9.2%로 절반 수준으로 줄어드는 반면, 실리콘 음극재는 2.2%로 2021년 대비 3배가량 확대될 것으로 예측되고 있습니다.
또한 QY리서치는 글로벌 실리콘 음극재 시장규모는 연평균 42.14% 성장해 2022년 4.1억 달러에서 2028년 33.79억 달러로 8배 이상 확대할 것으로 내다봤습니다.
다만, 실리콘 음극재가 2027년에는 천연흑연 음극재를 추월할 것으로 예상한 기존 분석과 달리 실리콘 음극재 생산이 더디게 진행되고 있는 것으로 나타났는데요. 윤성빈 QY리서치 대표는 "지난 2021년 조사에서는 실리콘 음극재에 대한 수요와 제조사들의 R&D 및 생산계획을 반영했으나, 최근 업체별 확정된 생산능력을 집계한 결과 시장 기대에 못 미치는 수준으로 나타났다"라면서 "실리콘 음극재는 기술장벽이 높아 보다 점진적인 확장세를 보일 것"이라고 설명했습니다.
포스코 그룹과 대주전자재료를 포함한 국내 음극재 관련 기업들이 차세대 음극재인 실리콘 음극재 생산능력(CAPA)을 확대하기 위해 사업 확장에 나서고 있습니다. 실리콘 음극재는 전기차 배터리 성능 향상과 동시에 음극재의 주원료인 흑연을 대체할 수 있는 원료로 주목받고 있으며, 포르쉐 전기차 타이칸에 첫 상용화되면서 급부상하고 있습니다.
우선 포스코 그룹은 포항 일대에 실리콘 음극재 공장 설립을 추진하고 있습니다. 포항시에 따르면 오늘(4일) 오후 3시 경상북도와 포항시, 포스코실리콘솔루션은 투자 양해각서(MOU)를 체결할 예정인데요. 관련 업계에 따르면 해당 MOU는 포항 영일만 1일반산업단지 내 3만 평 부지에 오는 2025년까지 연산 5500톤 내외 실리콘 음극재 공장을 설립하는 것이 핵심으로 알려졌습니다. 투입 금액은 3000억원 가량으로 추정됩니다.
국내 최대 실리콘 음극재 회사 대주전자재료도 지난 1월 이차전지용 실리콘 음극재 공장 신축에 총 837억 8499만원을 투자했는데요. 대주전자재료는 실리콘 음극재 복합산화물(DMSO) 생산능력을 확대하기 위해 568억 9700만원을 투입한다고 밝힌 데 이어 새만금지구 산업단지 5만 평 부지에 실리콘 음극재 공장 신축을 위해 268억 8799만원을 추가 투입했습니다.
대주전자재료는 현재 연산 2000톤 규모 실리콘 음극재 복합산화물(DMSO) 생산라인을 내년 말까지 1만 톤으로 확대하고, 내년 추가 투자를 통해 생산능력을 5배 확대할 계획인데요. 총 투자 규모는 3000억원을 훌쩍 넘을 것으로 예상됩니다.
그 밖에 SK머티리얼즈그룹14는 실리콘 음극재 1공장을 가동하기도 전에 2공장 투자를 시작하는 등 사업 확장에 나섰고, SKC, 엠케이전자, 한솔케미칼, 동진쎄미켐 등은 실리콘 음극재 시장에 출사표를 던졌습니다.