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[배터리완전정복](18)'IRA 수혜주' 전해액, 中 따라잡을 절호의 기회

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편집자주지금은 배터리 시대입니다. 휴대폰·노트북·전기자동차 등 거의 모든 곳에 배터리가 있습니다. [배터리 완전정복]은 배터리에 대해 알고 싶어하는 일반 독자, 학생, 배터리 산업과 관련 기업에 관심을 가진 투자자들에게 배터리의 기본과 생태계, 기업 정보, 산업 흐름과 전망을 알기 쉽게 전달하기 위해 만든 코너입니다. 매주 토요일에 여러분을 찾아갑니다.
[배터리완전정복](18)'IRA 수혜주' 전해액, 中 따라잡을 절호의 기회
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미국에서 전기차 구매 시 인플레이션감축법(IRA)에 따라 세액공제(보조금)를 받을 수 있는 차종이 2023년 43종에서 2024년 19종으로 크게 줄었다. 2024년부터는 '북미에서 제조 또는 조립한 배터리 부품'을 사용해야만 전기차 보조금을 받을 수 있다는 IRA 규정이 적용됐기 때문이다.


IRA는 전기차와 배터리 공급망에서 중국을 배제하려는 미국 정부의 의도가 깔려 있다. 미국 정부는 2023년 12월 사실상 모든 중국 기업을 해외우려기관(FEOC)으로 지정했다.(배터리완전정복 14회 참조) 그 결과 글로벌 시장에서 중국과 경쟁하는 한국 기업들이 반사 이익을 누릴 것이란 전망이 많다. 그중 가장 주목받는 분야가 전해액과 분리막이다.


전해액과 분리막은 IRA 규정에서 '배터리 부품'에 해당한다. 당장 2024년부터 중국산 배터리 부품을 사용하는 전기차는 미국에서 보조금을 받을 수 없게 된다.


전해액에 들어가는 리튬염과 첨가제는 '핵심 광물'로 분류됐다. 2025년부터 FEOC의 핵심 광물을 사용할 경우 보조금 대상에서 제외되며 미국 또는 자유무역협정(FTA) 체결국에서 조달해야 한다. 이에 따라 내년부터는 중국산 리튬염과 첨가제 사용도 제한될 것으로 보인다. IRA 시행으로 전기차 및 배터리 기업들은 전해액 공급망을 재편해야 하는 상황이다.


[배터리완전정복](18)'IRA 수혜주' 전해액, 中 따라잡을 절호의 기회

그동안 전 세계 전해액의 약 70%를 중국 기업이 생산했다. 국내 기업들의 점유율은 10% 남짓했다. 앞으로는 시장 판도 변화가 예상된다. 중국산 전해액을 국산이 대체하면서 국내 기업들이 글로벌 시장에서 점유율을 확대할 수 있을지 주목된다.


전해액, 리튬이온의 통로

전해액(electrolyte)은 양극과 음극 사이에서 리튬이온이 이동하는 연결 통로 역할을 한다. 전해액은 리튬이온 배터리의 4대 핵심 소재 중 하나다. 베터리 전체 원가의 약 15%를 차지한다.


전해액은 배터리의 파워와 용량을 결정하는 양극재, 음극재에 비해 덜 주목받았다. 하지만 배터리의 안정적인 성능을 구현하기 위해서는 우수한 전해액의 확보가 필수다. 특히 차세대 배터리 소재로 연구되고 있는 실리콘 음극재, 리튬 메탈에서 전해액의 역할이 중요시되고 있다. 전해액을 고체 전해질로 바꾼 전고체 배터리의 연구개발도 활발하다.


[배터리완전정복](18)'IRA 수혜주' 전해액, 中 따라잡을 절호의 기회

전해액은 크게 리튬염(Lithium salt), 유기 용매(solvent), 첨가제(additive)로 구성된다. 리튬염과 유기용매는 소금과 물의 관계와 같다. 리튬염은 전해질염으로 부르기도 한다. 리튬이온 배터리에서는 전해질염이 용매에 녹은 액체 상태이기 때문에 전해액과 전해질이 혼용돼 사용된다. 금액 기준으로 리튬염이 전해액 원가의 약 40~50% 비중을 차지하고 있다. 용매는 30%, 첨가제가 20~30%를 구성한다.


리튬염은 리튬이온이 잘 이동해야 하기 때문에 이온 전도도가 높아야 하며 혹한이나 고온에서도 안정적으로 작동할 수 있어야 한다. 전기화학적 특성도 우수해야 한다.


리튬염으로 가장 많이 쓰이는 재료는 리튬과 인산, 불소의 화합물인 육불화인산리튬(LiPF6)이다. LiPF6는 이온 전도도, 용해도, 화학적 안정성이 다른 재료에 비해 우수한 것으로 평가받는다. 전해액 기업들은 LiPF6를 기본으로 F전해질(LiFSI), P전해질(LiPO2F2), D전해질(LiDFOP), B전해질(LiBOB) 등 특수 전해질을 혼합해 사용한다. 특수 전해질은 충·방전 효율을 높이고 배터리 수명을 늘리는 등의 역할을 한다.


유기용매는 리튬염을 잘 녹여 리튬 이온들이 원활하게 이동할 수 있어야 한다. 리튬염을 잘 용해하기 위해 높은 유전율(permittivity)을 가져야 하며 리튬이온을 빠르게 이동시키기 위해 점도는 낮아야 한다. 양극 및 음극과의 반응성은 낮아야 하고 불에 잘 타지 않는 난연성이어야 한다.


기업들은 고리형 카보네이트를 기본 용매로 하여 사슬형 카보네이트를 보조 용매로 혼합한다. 고리형에는 에틸렌 카보네이트(EC), 프로필렌 카보네이트(PC)가 있으며 사슬형 카보네이트로는 디메틸카보네이트(DMC)가 많이 쓰인다.


첨가제는 소량으로 첨가되는 물질로, 배터리의 수명과 안정성을 향상시키고 성능을 보조하는 역할을 한다. 양극용 첨가제와 음극용 첨가제로 나뉜다.


전해액의 중요한 역할 중 하나는 SEI(Solid Electrolyte Interphase.고체 전해질 계면)가 알맞게 형성할 수 있도록 돕는 것이다. SEI는 리튬이온 배터리의 성능을 거론할 때 빠지지 않고 나오는 말이다.


SEI는 최초 충전 과정에서 음극 표면에 자연스럽게 생기는 얇은 보호 피막(passivation film)을 말한다. 전해액과 음극 물질의 화학 반응을 통해 형성된다. 이 피막은 리튬이온이 원활하게 이동하게 도와준다. 또 음극에서 나오는 전자를 막아 전해액이 더이상 분해되지 않도록 하는 역할도 한다.


[배터리완전정복](18)'IRA 수혜주' 전해액, 中 따라잡을 절호의 기회

SEI 층이 균일하지 않으면 리튬이온의 흐름을 방해해 배터리의 성능을 떨어뜨린다. 또 SEI 층이 과도하게 형성되면 리튬 소모량이 증가하면서 충·방전 효율을 떨어뜨린다. 배터리 수명도 당연히 감소하게 된다. 반응성이 강한 리튬 금속을 음극에 사용할 경우에 특히 문제가 된다.


전해액 기업들은 주로 LiPF6를 기본으로 다양한 유기용매와 첨가제를 혼합해서 사용하고 있다. 유기용매와 첨가제를 어떻게 혼합하는지가 그 회사의 기술력과 노하우라고 할 수 있다. 전해액은 또 특성상 배터리 기업들과 함께 연구개발(R&D)을 진행하는 경우가 많다.


전해액 시장 중국이 70% 이상 장악

전해액 시장은 리튬이온 배터리 시장의 확대에 따라 지속적으로 성장할 전망이다. 전해액은 이차전지 용량 1기가와트시(GWh)당 약 1000t이 사용되는 것으로 추정된다. 시장조사업체인 SNE리서치는 전 세계 전해액 시장 규모는 2022년 95억달러에서 2030년 215억달러로 성장할 것으로 내다봤다.(2023년 3월 기준)


전해액은 리튬이온 배터리 시장 초기에 일본 기업들이 강세를 보였으나 중국 전기차 시장이 급성장하며 현재는 중국이 시장을 주도하고 있다. 2022년 기준 전 세계 생산량의 71.3%를 중국 기업이 공급하고 있다. 뒤이어 일본이 15.8%이며 한국이 11.9%로 그 뒤를 따르고 있다.


[배터리완전정복](18)'IRA 수혜주' 전해액, 中 따라잡을 절호의 기회


[배터리완전정복](18)'IRA 수혜주' 전해액, 中 따라잡을 절호의 기회

기업별로 보면 중국의 틴츠(Tinci), 캡켐(Capchem), 궈타이화룽(GTHR, Guotai-Huarong ), 샨샨(Shanshan), BYD, 일본의 미쓰비시, 한국의 엔켐, 솔브레인, 동화일렉트로라이트 등이 선두 그룹을 형성하고 있다.


중국의 틴츠가 41.8%의 점유율로 1위를 차지하고 있으며 캡켐과 궈타이화룽이 각각 13.1%와 9.8%의 점유율로 2, 3위를 차지하고 있다. 중국 전해액 기업들은 자국내뿐 아니라 한국 배터리 기업들에도 제품을 공급하고 있다. 엔켐은 7.1%로 4위를 달리고 있다. 엔켐은 LG에너지솔루션, SK온, 중국 CATL에 전해액을 납품하고 있다. 미쓰비시는 파나소닉에 전해액을 공급하고 있다. 이 회사는 2020년 3월 또다른 전해액 회사인 우베(Ube)와 합작사인 MU아이오닉솔루션을 설립하기도 했다.


[배터리완전정복](18)'IRA 수혜주' 전해액, 中 따라잡을 절호의 기회

전해액은 리튬염의 주요 소재인 LiPF6의 안정적인 확보가 필수적이다. LiPF6는 제조공정이 매우 까다로워 진입 장벽이 높은 편이다. 과거 일본 업체가 대부분 공급했으나 중국 기업들이 대량 생산 체계를 갖추며 판도가 바뀌었다.


중국에서는 틴츠 DFD(둬푸둬)가 각각 LiPF6 전체의 31%와 28%를 공급하고 있다.(2022년 기준) 틴츠는 LiPF6를 내재화함으로써 중국은 물론 글로벌 전해액 시장에서도 1위의 자리를 지키고 있다. 캡켐은 DFD로부터 LiFP6를 공급받고 있다.


엔켐은 중국의 DFD에 지분 15%를 확보하면서 LiPF6를 안정적으로 공급받아 왔다. IRA 규정에서 리튬염을 '핵심 광물'로 규정하고 있어 내재화가 필요한 상황이다. 이에 엔켐은 새만금에 DFD, 중앙디앤엠(중앙첨단소재)과 함께 연간 5만t의 LiPF6 생산시설을 건설할 계획이다. 미국에서도 연간 1만t의 리튬염 생산 공장을 설립한다.


국내에서는 유일하게 후성이 LiPF6를 공급하고 있다. 이 회사는 울산공장에서 연간 2000t의 LiPF6를 생산하고 있으며 2024년에 연간 2000t 규모의 공장을 추가 건설할 계획이다.


천보는 LiPF6에 혼합해 사용하는 F전해질, P전해질, D전해질, B전해질 등을 생산하고 있다. 전해액 첨가제는 IRA 규정에서 '핵심 광물'로 분류되기 때문에 내년부터는 중국산 사용이 제한될 것으로 예상된다. 이 회사는 수요가 급증할 것에 대비해 새만금에 대규모 공장을 짓고 있다.


'신선 재료' 전해액, 현지화가 관건

전해액은 변질되기 쉽기 때문에 저온에서 보관해야 하고 유통기간도 짧다. 통상 생산 후 25도 이하에서 보관해야 하며 유통기한은 3~4개월에 불과하다. 또 화재 및 폭발 위험이 있기 때문에 보관과 이동도 까다롭다. 특수 용기에 담아서 이동해야 하며 냉장 기능이 있는 컨테이너를 사용해야 한다. 이는 물류비 및 원가 상승으로 이어진다.


이에 따라 가격 경쟁력 확보 차원에서 셀 생산 시설과 가까운 곳에 전해액 공장이 위치하게 된다. 고객사의 지근거리에서 제품을 제때 공급할 수 있는지가 전해액 기업의 경쟁력이 되고 있는 것이다. 국내 배터리 기업들의 해외 진출과 함께 전해액 공장들의 현지화가 활발히 이뤄지고 있는 이유다.


엔켐은 현재 미국(조지아), 중국(후저우·조장), 유럽(폴란드) 지역에 자체 전해액 생산시설을 보유하고 있다. IRA 시행에 따라 엔켐은 북미 생산 능력 확대에 집중하고 있다. 기존 2만t 규모의 조지아 공장을 4만t 규모로 확대하는 등 2025년까지 미국 내에서만 총 30만t의 전해액 생산 시설을 보유할 계획이다.


솔브레인홀딩스의 미국법인 솔브레인MI는 미국 인디애나주 코코모시에 연간 5만t 규모의 전해액 공장을 짓고 있다. 이 회사는 2025년에는 생산 능력을 10만t까지 확대할 계획으로 알려졌다. 이곳에서 양산되는 전해액은 삼성SDI와 스텔란티스의 합작사인 스타플러스에너지에 공급될 것으로 보인다. 솔브레인은 미국 미시간주 노스빌에도 전해액 공장을 보유하고 있으며 LG에너지솔루션과 SK온에 납품하고 있다.



[배터리완전정복](18)'IRA 수혜주' 전해액, 中 따라잡을 절호의 기회 동화일렉트로라이트가 2023년 6월6일(현지시간) 미국 테네시주 클락스빌에 설립될 전해액 생산기지 착공식을 진행하고 있다. 사진출처=동화기업

동화기업 계열사인 동화일렉트로라이트는 지난해 6월 미국 테네시주 클락스빌에 전해질 공장을 착공했다. 연간 생산량은 8만6000t 규모로 동화일렉트로라이트의 국내외 공장 중 가장 큰 규모다. 이 회사는 논산, 중국 톈진, 말레이시아, 헝가리에도 전해액 공장을 두고 있다. 테네시는 LG에너지솔루션이 GM과 함께 설립한 합작사인 얼티엄셀즈의 두 번째 공장이 있는 곳이다.

<참고문헌>
삼성SDI, 리튬이온을 위한 베스트 드라이버 ‘전해액, 2020.11.04
코트라, 중국 육불화인산리튬 시장동향, 2023.5.2
디일렉, 동화일렉트로라이트, 미국에 배터리 전해질 공장 착공, 2023.6.7
이데일리, 엔켐 “美 조지아주 증설 순항…2025년 3.6조 매출 목표”, 2023.9.12
엔켐 분기보고서, 2023.11.14
DB금융투자, FEOC 발표, 전해액과 분리막에 주목, 2023.12.11
브릿지경제, 솔브레인 MI, 美 ‘전해액 10만t’ 생산능력 갖춘다, 2023.12.19



강희종 기자 mindle@asiae.co.kr
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    4050 채용도 어려운 中企 "정년 따질 때가 아니죠"
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    시화공단 현장 르포 '쿵' 하는 소리를 내며 작동하는 육중한 프레스 기계. 쉴 새 없이 움직이는 이 대형 설비 앞에서 재빠른 몸놀림으로 작업 중인 신송남씨는 단 한시도 긴장을 늦출 수가 없다. 옆 사람의 말소리마저 집어삼킬 만큼 커다란 굉음을 내뿜으며 엘리베이터에 들어가는 부품을 찍어내는 이 설비 앞에서 방심은 곧 대형 사고로 이어지기 때문이다. 지난 12일 찾아간 경기도 시화공단 내 정일산업 공장에서 처음 마주한

  • 25.05.2506:00
    품질 떨어진다며 한국산 기피하더니…트렁크에 한가득 담아가는 日관광객
    품질 떨어진다며 한국산 기피하더니…트렁크에 한가득 담아가는 日관광객

    일본에서 쌀 파동이 거세게 일고 있다. 선진국 일본에서 쌀 파동 때문에 민심이 폭발하고 있는 상황이다. 에토 다쿠 농림수산성 장관이 "우리 집에 쌀이 남아 돈다"는 발언을 했다가 즉시 경질되는 사태가 벌어졌고, 일본 정부는 아시아권 관광객들이 많이 몰려와서 쌀을 많이 먹었기 때문에 쌀이 부족하다는 황당한 해명까지 내놓으며 비판을 받고 있다. 경질된 에토 다쿠 농림수산성 장관은 일본 미야자키현 출신으로 아버지인

  • 25.05.2406:00
    매일 오픈런 월마트의 가격인상, 트럼프가 제동 건 이유
    매일 오픈런 월마트의 가격인상, 트럼프가 제동 건 이유

    미국 최대 소매업체인 월마트가 최근 '오픈런' 현상을 겪고 있다. 트럼프 대통령의 관세 전쟁 여파로 물가가 계속 상승하면서 소비자들이 사재기에 나서고 있는 것이다. 이런 상황에서 월마트는 더 이상 비용 압박을 견디기 어렵다며 소비자 가격 인상을 발표했다. 월마트의 존 데이비드 레이니 최고재무책임자(CFO)는 지난 15일(현지시간) CNBC 인터뷰에서 "대중국 관세가 145%에서 30%로 낮아졌지만, 30%도 여전히 높은 수준"이라

  • 25.05.2310:01
    박지원 "실수 안 하면 승리, 진영대결 되면 50 대 49 될 것"
    박지원 "실수 안 하면 승리, 진영대결 되면 50 대 49 될 것"

    박지원 더불어민주당 공동선대위원장은 "실수만 하지 않으면 이변이 없는 한 승리한다"며 "김문수-이준석 단일화는 없다"고 단언했다. 지난 21일 오후 5시 30분, 아시아경제 유튜브 채널 'AK라디오'와 전화로 인터뷰 한 박 의원은 서울과 호남을 오가며 선거운동에 분주한 모습이었다. 현재 판세를 어떻게 보나.내란수괴가 파면되고 새로운 진짜 대한민국을 만들자는 열망이 이재명 지지로 뭉치고 있다. 실수만 하지 않으면 이변이

  • 25.05.2209:18
    김현철 "국민의힘, 대선 이후 해체돼야"
    김현철 "국민의힘, 대선 이후 해체돼야"

    김현철 김영삼대통령기념재단 이사장이 아시아경제 유튜브 채널 'AK라디오'에 출연했다. 인터뷰는 지난 5월 20일 오후 3시, 서울 동작구 상도동에 있는 김영삼대통령기념재단에서 진행됐다. 김 이사장은 "국민의힘은 더 이상 보수가 아닌 수구세력의 집합체일 뿐"이라고 강도 높게 비판하며 "대선 이후 보수 세력의 재구성이 불가피하다"고 내다봤다. 요즘에 어떻게 지내나.바쁘다. 우선 아버지(김영삼 전 대통령·YS) 기념사업에

  • 25.05.2007:01
    최창렬 "한동훈 '따로 유세' 김문수에게 큰 도움 안될 것"
    최창렬 "한동훈 '따로 유세' 김문수에게 큰 도움 안될 것"

    5월19일 아시아경제 'AK라디오'에 출연한 최창렬 용인대 특임교수는 "대선 결과가 좋지 않으면 국민의힘은 책임론에 휩싸일 것"이라고 내다봤다. 그러면서 "한 전 대표는 자신의 정체성을 확실하게 갖고 가겠다는 모습을 보인다"고 평가했다. 영상을 클릭하면 자세한 내용을 볼 수 있다. 한동훈 전 대표가 20일 부산 광안리를 시작으로 현장 유세를 하겠다고 밝혔다. 김문수 후보와 같이 유세하지 않겠다고 분명히 선을 그었다.

  • 25.05.2208:29
    금융의 미래, 규제와 혁신 사이에서 길을 묻다
    금융의 미래, 규제와 혁신 사이에서 길을 묻다

    21일 서울 중구 웨스틴 조선 서울에서 아시아경제 주최로 열린 '2025 아시아금융포럼'에서는 각 분야 전문가들이 연사로 나서 한국 금융산업의 지속가능 한 발전 전략, 인공지능(AI) 규제 환경 변화에 따른 대응 방안, 블록체인 기반 가상자산 활용 가능성, 신탁업의 새로운 성장 기회, 금융사고 예방을 위한 내부통제 혁신 등 다양한 현안을 심도 있게 논의했다. 안창국 금융위원회 금융산업국장은 "규제가 신성장 산업의 발목을

  • 25.05.2117:38
    안창국 금융위 국장 "신성장 산업 혁신 방해 않는 규제 중요"
    안창국 금융위 국장 "신성장 산업 혁신 방해 않는 규제 중요"

    "새로운 규제를 도입할 때 전체 산업의 '사이드 이펙트'(부작용)를 충분히 확인하고, 산업 생태계의 혁신을 방해하지 않는 방법을 고민해야 합니다." 안창국 금융위원회 금융산업국장은 21일 서울 중구 웨스틴 조선 서울에서 열린 '2025 아시아금융포럼' 강연에서 '저성장·저출생 시대 금융의 역할'을 주제로 한 특별 강연을 통해 이같이 밝혔다. 안 국장은 저성장·저출생 시대를 극복하기 위해 규제 혁신과 규제 도입 방식의 문

  • 25.05.2116:31
    윤여현 "금융사 내부통제도 오마카세가 필요해"
    윤여현 "금융사 내부통제도 오마카세가 필요해"

    "금융사 내부통제도 밀키트보다 때로는 오마카세가 필요하다." 윤여현 삼일PwC 파트너는 21일 서울 중구 웨스틴 조선 서울에서 열린 '2025 아시아금융포럼'에서 이같이 말했다. 금융사가 금융사고를 막기 위해 도입하는 내부통제 장치가 점차 획일화되고 있는 상황을 경계해야 한다는 제언이다. 윤 파트너는 아시아경제가 주최한 이번 포럼에 참석해 '책무구조 시행에 따른 선제적 금융사고 예방과 대응'을 주제로 발표했다. 금융

  • 25.05.2114:48
    이동기 "저성장 늪 해결하려면 블록체인 기반 가상자산 주목해야"
    이동기 "저성장 늪 해결하려면 블록체인 기반 가상자산 주목해야"

    "이제는 인공지능(AI) 기술이 아니면 설명이 안 되는 세상이 되고 있고, 25년 후에는 블록체인 기반의 디지털 자산(가상자산)이 활성화될 것으로 예상됩니다. 우리나라가 저성장의 늪을 해결하기 위해서는 금융쪽에서도 이에 대한 고민을 적극적으로 해야 할 때입니다." 이동기 딜로이트 컨설팅 코리아 파트너는 21일 서울 중구 웨스틴 조선 서울에서 아시아경제 주최로 열린 '2025 아시아금융포럼'의 특별 강연자로 나서 "블록체

  • 25.05.2114:47
     '금융사고' 관련 강연하는 윤여현 삼일PwC 파트너
    '금융사고' 관련 강연하는 윤여현 삼일PwC 파트너

    윤여현 삼일PwC 파트너가 21일 서울 중구 웨스턴조선호텔에서 열린 '2025 아시아금융포럼(Asisn Financial Forum 2025)'에 참석, '책무구조 시행에 따른 선제적 금융사고 예방과 대응'이란 주제로 강연하고 있다.


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