QY리서치는 3일 글로벌 배터리용 음극재 시장이 지난해 32억달러(약 3조7769억원)에서 2027년 141억달러(약 16조6422억원)로 성장할 것으로 예측했다. 특히 실리콘 음극재의 성장이 가파르다. 연평균 76.6%로 성장해 2027년이 되면 10.1%의 비중을 차지해 천연흑연(10%)을 넘어설 전망이다.  

QY리서치는 2027년이 되면 실리콘 음극재가 천연흑연 음극재 사용량을 추월할 것이라고 말했다. 전기차 배터리의 충전속도와 용량 확대를 위해 실리콘 음극재 개발 및 상용화가 활발히 진행되고 있는 추세를 반영한 것이다. QY리서치는 실리콘 음극재 비중이 작년 1.2%에서 2027년에 10.1%(약 32만톤)로 높아질 것이라고 예상하며, 천연흑연 음극재는 점차 감소할 것으로 내다봤다.

음극재는 크게 천연흑연과 인조흑연으로 나뉜다. 작년 기준 음극재 제품별 비중은 인조흑연(76.3%)과 천연흑연(19.4%)이 대부분을 차지하고 실리콘 음극재는 1.2%에 불과하다. 기존 소형 배터리에는 천연흑연 음극재가 많이 쓰였지만, 최근 전기차 등에 대용량으로 사용하기 위해 인조흑연의 비중이 크게 늘었다. 인조흑연은 콜타르(cal tar)라는 원료를 가공해서 침상코크스를 만들고, 침상코크스를 분쇄한 뒤에 뭉쳐서 가열하는 방식으로 만든다. 실리콘 음극재는 흑연에 실리콘을 일부 배합하는 방식으로 제작한다. 흑연과 실리콘을 섞으면 흑연으로만 이루어진 기존 음극재보다 에너지밀도를 최소 3배 이상 높일 수 있다고 알려졌다.

QY리서치는 음극재 시장은 여전히 동아시아 3국이 장악할 것으로 전망했다. 그중 중국에서만 73%를 생산한다. 일본은 19%, 한국은 8% 정도다. 국내 업체는 부족한 음극재 물량을 수입에 의존하고 있다.

음극재 매출액 기준 Top5 업체는 푸타이라이(중국), 쇼와덴코(일본), 비티알(중국), 샨샨(중국), 포스코케미칼(한국) 등이다. 이들 업체의 합산 점유율은 63.6%에 달한다. 그중 실리콘 음극재를 생산하는 업체는 중국의 비티알, 일본의 신에츠(Shin-Etsu)와 함께 국내에서는 대주전자재료가 유일하다.

QY리서치는 향후 2~3년 내 실리콘 음극재 생산 기업이 늘어날 것으로 예상했다. 특히 중국의 푸타이라이, 샨샨, 후난정케 등이 향후 2년 내 실리콘 음극재를 상용화할 계획을 가지고 있다고 덧붙였다. 한솔케미칼, SK머티리얼즈, SKC 등도 실리콘 음극재 분야 진출을 준비 중이다.

한솔케미칼은 내년 12월 말까지 전북 익산에 배터리용 실리콘 음극재 설비를 구축할 계획이다. 이를 위해 850억원을 투자한다. 한솔케미칼은 그간 실리콘 음극재 생산을 위해 삼성SDI로부터 기술을 전수받고 개발 테스트를 진행해왔다.

SK㈜와 합병을 앞둔 SK머티리얼즈는 미국 실리콘 음극재 기업 그룹14(Group 14)와 합작사(JV)를 설립해 경북 상주에 실리콘 음극재 공장을 짓는다. 8500억원을 투자해 2022년 양산에 들어갈 계획이다

SKC는 사모펀드 운용사 SJL파트너스, BNW인베스트먼트와 컨소시엄을 구축해 영국 넥시온(Nexeon)에 390억원을 투자한다고 지난 1일 밝혔다. 자체적으로 실리콘 음극재 사업에 뛰어든 후, 시장이 커지면 넥시온과 합작회사를 설립하는 방식으로 규모를 키울 계획이다.

윤성빈 QY리서치코리아(QYResearch Korea) 대표는 "흑연 음극재는 중국 업체들이 원료 지배력과 생산성을 토대로 견고한 입지를 다지고 있다"면서 "실리콘 음극재 시장은 현재 초기 단계로 부가가치와 성장성이 높다"고 평가했다. 그러면서 "실리콘의 부피 팽창이나 수명 단축 등의 문제로 탄소나노소재(CNT) 도입 등 향후 기술 발전이 필요한 상황이므로 불확실성이 남아있다"고 말했다.