전기차와 스마트폰 붐으로 2차전지 수요가 크게 늘면서 핵심연료인 니켈 가격 상승이 심상치 않다.

지난 5월 톤당 9,000 달러이던 니켈 가격은 9월에 12,000 달러에 달해 8주 연속 상승세를 이어가고 있다. 최근 2년 내 가장 높은 가격을 기록하고 있다. 이에 따라 리튬 이온 이차 전지 업계에도 영향이 불가피 할 것으로 보인다.

삼성SDI, LG화학 등 2차전지업체, 경쟁적으로 니켈 함유량 높여

전기 자동차용 이차 전지의 양극재료로 최근에는 니켈,코발트, 망간을 혼합한 리튬 산화물이 주로 적용되고 있다. 이를 NCM 삼원계 양극재라고 하는데, 삼성 SDI 가 공급하는 BMW i3 용 배터리에는 니켈, 코발트, 망간의 비율이 1:1:1 인 NCM 111이 적용 되고 있으며, LG화학이 GM Bolt 향으로 공급하는 배터리에는 니켈, 코발트, 망간의 비율이 6:2:2 인 NCM 622이 적용되고 있다.

테슬라 향으로 공급되는 기가 팩토리의 원통형 전지에는 니켈, 코발트, 알루미늄이 혼합된 NCA 양극재가 적용되며 이들 금속 물질 중 니켈의 함량은 80% 이상이다.

최근 SK이노베이션이 니켈, 코발트, 망간의 비율이 8:1:1 인 NCM 811을 전기자동차용 배터리에 양산 적용하겠다고 발표했고 이에 질 세라 LG화학도 NCM 811 적용 제품을 먼저 양산하겠다고 언급하는 등 이차 전지 업체들은 니켈의 비율을 점점 더 늘리고 있다.

니켈 비중을 기존 60%에서 80%까지 높이고 코발트 비중을 20%에서 10%로 낮추는 일이 경쟁적으로 벌어지고 있는 셈이다.

니켈 함량이 높을 수록 배터리 용량이 높아지고, 자연스럽게 코발트 비중을 낮출 수 있어 원가를 줄일 수 있다.

이에 1회 충전에 500㎞ 이상 주행이 가능한 '3세대 배터리'에는 NCM811이 대부분 쓰일 것으로  예상되고 있다.

니켈의 비율을 높이면 높은 용량의 배터리를 제조할 수 있으나, 상대적으로 안전성이 떨어지게 된다.

LG화학과 SK 이노베이션의 이러한 발표는 재료 개발 및 제품 개발을 거쳐서 양산 가능한 수준의 안정성을 확보 하였다는 얘기이다.

2차전지용 니켈의 비중 지난해 3%, 2020년 10.7%, 2025년에는 30%까지 급증

글로벌 이차 전지 시장 조사 전문 기관인 SNE리서치는이러한 니켈 수요의 증가에 따라 2016년 3%에 불과하던 전세계 니켈 생산량 중 이차 전지 용으로 사용되는 니켈의 비율이 2020년에는 10.7%, 2025년에는 30% 에 달할 것으로 전망했다.

SNE리서치는 최근 발행한 ‘전세계 이차 전지 원재료 시장 동향 및 전망’ 리포트에서 이러한 수요 증가를 견인하는 것은 전기 자동차용 리튬 이차 전지에 사용되는 니켈의 수요 증가라 분석하며, 2020년에는 21만톤의 니켈이 전기 자동차 이차 전지 용으로 필요하며 2025년에는 그 양이 100만톤을 넘어설 것으로 전망하고 있다.

SNE리서치의 김병주상무는 "리튬 이차 전지용 니켈의 수요는 전체 니켈 수요에 비해 많지 않은 양이라 수급에 문제가 없을 것으로 오해할 수 있으나, 리튬 이차 전지용 양극재 생산을 위해서는 니켈 순도가 높은 파우더 형태 등의 니켈이 필요하고 그 생산량은 2016년 기준 전체 니켈 생산의 15%에 불과해 리튬 이차 전지용 니켈의 수요를 따라가기에는 공급이 부족할 수 있다"고 분석했다.

또 "니켈 생산의 대부분은 니켈 함량이 20% 수준으로 니켈과 철이 혼합된 페로 니켈 형태이거나 이보다 품위가 낮은 니켈 선철 (Nickel Pig Iron)형태로 생산이 되고 이들은 스테인레스 스틸의 생산에 대부분 공급되고 있어 리튬 이차 전지용 니켈의 수요 증가에 대비할 수는 없다"고 설명하며, "양극재의 직접적인 재료가 되는 황산 니켈의 생산을 늘려야 급증하는 리튬 이차 전지용 니켈의 수요에 대비할 수 있다"고 언급하였다.

한편, SNE리서치는 9월21일, 22일 양일간 서울 삼성동 코엑스에서제8회 KABC2017(Korea Advanced Battery Conference)를 개최한다. 리튬 이차 전지 산업의 상황과 미래 전망, 문제점 등을 논의하는 자리가 될 것이다.