2023년 상반기에 이차전지 관련주 포스코퓨처엠과 에코프로는 주가가 꾸준하게 상승, 시가총액 증가액 상위 10권 안에 들었습니다. 에코프로의 경우 시총 상승률이 624%로 가장 높았습니다. 7월 20일 기준 포스코퓨처엠의 주가는 작년 말 18만 원에서 48만 원으로 2.7배 올랐으며 에코프로는 작년 말 10만 3천 원에서 지난 18일 111만 9,000원으로 10배 넘게 급등했습니다.
이차전지 관련주가 연일 호실적을 보이고 있지만 증권사들은 양극재 업체의 실적 기대치 하향 가능성을 열어두어야 한다고 전했습니다. 이렇듯 과열된 이차전지 열풍을 우려하는 시선이 속에서도 이차전지 관련주의 성장세에 시장의 관심이 높아지고 있는 것은 사실입니다.
2023년 7월 18일 에코프로 주가가 100만 원을 훌쩍 넘어 '황제주'에 등극했다. 이날 에코프로는 전 거래일 대비 11.91% 오른 111만 8천 원에 거래를 마쳤다. ⓒ 그래픽 연합뉴스 원형민 기자
이차전지 관련주가 성장세를 보이는 가장 큰 이유는 이차전지가 전기차 생산의 주요 소재로 사용되기 때문입니다. 전기차 수요 증가와 사용 본격화의 영향으로 이차전지의 존재감은 나날이 커지고 있습니다. 또한 전 세계적으로 환경오염을 줄이기 위해 내연기관차 퇴출과 전기차 보급을 확대하는 추세인바, 이차전지 생산량은 더욱 늘어날 전망입니다. 이외에도 이차전지는 전자 정보기기용, 수송기계용, 로봇·군사용, 에너지 저장·산업용 등 다양한 분야로 활용이 가능합니다.
7월 4일 삼성자산운용은 '이차전지 핵심 소재 10Fn'과 '이차전지 산업 레버리지'를 상장했습니다. 이차전지를 구성하는 필수 4대 소재 기업 10곳에 집중 투자하고 산업 전반의 성장을 적극적으로 추종해 차별화된 경쟁력을 갖출 계획입니다.
이어서 7월 13일 미래에셋자산운용도 한국거래소에 'TIGER 이차전지소재Fn ETF(상장지수펀드)'를 신규 상장한다고 밝혔습니다. TIGER 이차전지소재Fn ETF는 이차전지 테마의 핵심인 '소재' 기업, 특히 높은 성장성을 보이는 양극재와 수직 계열화 기업에 집중 투자합니다. 이차전지 소재 산업에서는 광물 조달부터 전구체 제조, 양극재 제조, 폐배터리 리사이클링까지 수직 계열화가 이뤄지는 추세입니다. 해당 ETF의 양극재 및 수직 계열화 핵심 기업(에코프로, 에코프로비엠, POSCO홀딩스, 포스코퓨처엠, LG화학) 비중은 국내 이차전지 ETF 중 최대인 75%에 달합니다.
이차전지의 장점은 한번 쓰고 버리는 일차전지와 달리 충전을 통해 반영구적으로 재사용할 수 있다는 것입니다. 이차전지는 방전 시 전기 에너지를 화학 에너지로 저장할 수 있기 때문입니다. 이차전지는 해당 특장점을 활용, 전기차와 스마트폰, 노트북 등의 배터리로 주로 사용되며 고용량, 경량화, 소형화된 리튬이온전지를 일반적으로 사용합니다.
리튬 배터리는 양극재, 음극재, 분리막, 전해질로 구성되어 있습니다. 리튬 이온은 충전 시 양극재에서 음극재로 이동하고 방전 시 음극재에서 양극재로 이동하는 원리로 전기를 생성합니다. 양극재와 음극재는 배터리의 용량과 수명, 충전 속도를 결정하는 중요 핵심 소재입니다. 양극재가 배터리의 용량과 평균 전압을 결정한다면, 음극재는 충전 속도와 수명을 결정합니다.
양극재는 리튬 이온의 공급원으로 충전 시 리튬 이온을 방출하고 방전 시 리튬 이온을 흡수합니다. 니켈, 망간, 코발트, 철 등의 비중에 따라 양극재 구성이 다양해지며 배터리의 효율이 결정됩니다. 음극재는 양극재와 반대로 충전 시 리튬 이온과 전자를 흡수하며 방전 시 리튬 이온과 전자를 방출합니다. 음극재의 경우 주요 소재로 흑연이 사용됩니다. 분리막은 양극재와 음극재가 서로 닿는 것을 방지하는 역할을 합니다. 충전과 방전이 일어날 수 있도록 리튬 이온을 통과시키는 기능을 하며 건식막, 습식막, 강화막 등으로 구분됩니다. 전해질은 리튬 이온이 이동할 수 있는 통로를 제공합니다.
리튬이온배터리 4대 소재(양극재, 음극재, 전해액, 분리막) 시장은 전체 배터리 시장의 70%를 차지하고 있으며 이 중 양극재는 60% 이상을 점유하고 있습니다. 이는 양극재를 만들 때 리튬, 니켈 등 원자재 메탈이 필수적이기 때문입니다.
양극재에 주로 사용되는 금속 성분은 에너지밀도를 결정하는 니켈(Ni), 안정성을 높이는 코발트(Co)와 망간(Mn), 출력을 향상하는 알루미늄(Al)입니다. 각 원소를 어떻게 조합하느냐에 따라서 양극재의 용량, 에너지밀도, 안정성, 수명, 가격이 달라집니다. 니켈 함유량이 많으면 배터리 용량이 커집니다. 망간 함유량이 많으면 가격이 낮아지고 열에도 안전해집니다. 비싼 코발트가 많은 경우 배터리 수명이 늘어납니다.
전기차가 고성능화되고 이차전지 시장도 급성장함에 따라 이차전지 소재, 부품 시장도 함께 성장하는 추세입니다. 이차전지 양극재의 경우 리튬 배터리의 가장 중요한 소재이기 때문에 연평균 성장률이 가파르게 오르고 있습니다. 이런 현상은 리튬이온전지를 대체 가능한 품목이 등장하기 전까지 계속될 것으로 예상됩니다.
2023년 4월 23일 포스코퓨처엠 세종공장 생산라인에서 만들어진 음극재 제품이다. ⓒ사진 포스코퓨처엠 제공, 연합뉴스
배터리 재료비 원가 비중의 약 14%를 차지하는 음극재는 충전 속도와 수명을 좌우하는 소재입니다. 현재 음극재는 규칙적인 층상구조의 흑연을 주로 사용하고 있으며, 천연흑연과 인조흑연으로 나뉩니다.
천연흑연은 리튬이온을 보관할 수 있는 합리적인 재료였으나, 사용 중 팽창 문제로 구조적 안정성이 점차 떨어져 이를 개선한 인조흑연의 사용 비중이 높아지고 있습니다. 인조 흑연은 3,000℃ 이상의 고온 열처리를 통해 만들어지며 천연흑연에 비해 결정성이 높고 입자가 균일해 안정성이 높습니다. 다만 원료 가공 후 제작 및 가열 등의 추가 공정이 필요해 가격이 비싸다는 단점이 있습니다.
한편 실리콘은 흑연을 대체할 음극재 소재로 떠오르고 있습니다. 흑연에 비해 에너지 밀도가 약 10배 높고 충·방전 속도도 빠르기 때문입니다. 다만 리튬 이온이 들어갔을 때 10% 수준으로 팽창하는 흑연과 달리 약 400%까지 늘어난다는 단점이 있습니다. 팽창 현상을 최소화한 실리콘 음극재를 활용할 경우 전기차 주행 거리 증가와 배터리 급속 충전을 기대해 볼 수 있습니다. 따라서 배터리 업계는 실리콘 구조를 안정화하는 연구 개발에 매진하고 있습니다.
산업통상자원부는 이차전지 산업 기술 초격차를 확보하기 위해 30년까지 20조 원 연구개발 투자를 발표했습니다. 향후 5년간 이차전지 양극재의 국내 생산 능력을 4배, 장비 수출액을 3배 이상 확대하는 등 소부장의 경쟁력을 강화하기 위함입니다. 25년까지 LFP 전지 차용 양산, 27년까지 세계 최고의 기술력 확보를 전략으로 내세워 이차전지 전 제품군의 경쟁력을 높일 계획입니다.
2023년 6월 7일 특허청이 서울 강남구 한국지식재산센터에서 이차전지 업계와 현장 간담회를 개최했다. ⓒ사진 특허청 제공, 연합뉴스
6월 7일 특허청이 국내 이차전지 업계의 산업 경쟁력을 갖추기 위해 개최한 간담회에 배터리 3사 대기업인 LG에너지솔루션, SK온, 삼성SDI가 참석했습니다. 특허청장은 "이차전지 업계의 글로벌 경쟁력 강화를 위해 기업의 촘촘한 특허 확보가 중요하다"라며 "우리 기업이 빠른 특허 확보를 통하여 경쟁력을 갖출 수 있도록 이차전지 분야 심사지원 정책을 적극적으로 발굴·추진할 것이다"라고 전했습니다.
에코프로 그룹은 경북도, 포항시와 이차전지 양극 소재 제조공장 신규 건설 관련 대규모 투자양해각서(MOU)를 체결했습니다. 투자 협약에 따라 포항 블루밸리 국가산업단지 내 69만 4,214㎡(약 21만 평) 부지에 2028년까지 총 2조 원을 투자합니다. 양극 소재 제조공장을 건립해 연산 71만 톤 규모의 양극재 생산능력을 갖추고, 1,120여 명의 새로운 일자리가 창출될 것으로 기대됩니다.
철강 회사로 입지를 굳건히 해온 포스코는 종합소재 기업으로 발돋움하기 위해 이차전지 사업에 열을 올리고 있습니다. 2027년부터 4년간 68조 원을 더해 미래 사업 투자에 속도를 높여 이차전지 소재 등 밸류체인 조기 완성을 구상했습니다. 또한 2030년까지 니켈 등 소재부터 전구체, 양극재로 이어지는 밸류체인을 완성하는 것이 목표입니다.
7월 20일 김관영 전북도지사가 전북 전주시 전북도청에서 새만금 이차전지 특화단지 유치 관련 기자회견을 열고 질의에 답변하고 있다. ⓒ 사진 뉴스1
7월 17일 이차전지 소재인 리튬 화합물 제조 기업 2곳이 새만금 산업단지 1공구에 착공했습니다. 각각 수산화리튬 생산 공장과 탄산리튬 생산 공장이 지어질 예정입니다. 2026년 5월 두 공장이 완공되면, 각각 4백 명과 3백 70명의 새로운 일자리가 창출될 것으로 전망됩니다.
또한 7월 20일 새만금이 '국가 첨단전략산업 이차전지 특화단지'로 최종 선정되어 세계적인 이차전지 산업 거점으로 도약하게 되었습니다. 새만금은 이차전지 특화단지로 지정됨에 따라 앞으로 기업 세액공제, 정부 연구 개발 예산 우선 반영, 예타 면제 특례, 인허가 타임아웃제, 판로 개척 등 정부 차원의 전방위적 지원을 받을 예정입니다.