차세대 음극 소재로 주목받는 실리콘 음극재의 시장 수요규모가 2025년까지 연평균 70% 성장할 전망이다.

19일 전기차용 이차전지 사장조사업체 SNE리서치의 ‘리튬이차전지 음극재 기술동향 및 시장전망’ 보고서에 따르면, 2019년 현재 전체 음극재 시장 수요 비중에서 약 3%를 차지하는 실리콘 음극재는 오는 2025년 11%를 차지할 것으로 나타났다.

실리콘 음극재는 말 그대로 실리콘을 음극활물질로 사용하는 것을 뜻한다. 기존 흑연계 음극재보다 에너지밀도가 약 4배 높다.

다만 이런 장점에도 음극재 시장 비중이 낮은 것은 기술적인 문제 때문이다. 실리콘은 소재의 특성 상 부피팽창이 발생하며 조직이 빠르게 파괴된다. 이는 이차전지의 빠른 충방전 수명 감소를 불러온다.

업계는 이런 문제를 해결하기 위해 실리콘을 나노 단위로 쪼개어 산화물 또는 합금, 탄소 등으로 감싸 실리콘의 팽창을 물리적으로 막는 연구를 계속 하고 있다. 이런 연구 결과로 현재 업계는 원통형과 같은 소형 전지에 3~5%가량을 사용 중이다.

현재 실리콘 음극활물질을 양산하는 대표적인 업체로는 일본의 신에츠, 한국의 대주전자재료가 있다.

2019년 기준 전체 음극활물질 수요량은 약 19만 톤이다. 보고서는 2025년까지 전체 음극활물질 수요량이 약 136만 톤 수중으로 연 평균 39% 성장할 것으로 평가했다.

이 가운데 가장 높은 비중을 차지하는 인조흑연은 2019년 53%에서 2025년 60%로 다소 증가할 전망이다. 두번째로 높은 비중을 차지하는 천연흑연은 43%에서 28%로 비중이 다소 감소하지만 인조흑연에 이어 가장 많이 사용되는 음극 활물질의 자리를 유지할 전망이다.

SNE리서치 관계자는 “높은 에너지밀도를 바탕으로 충분한 전기차 주행거리를 확보하려는 현 시점에서 실리콘 음극재의 전지 내 사용 비중은 점차 높아질 것”이라며 “이런 움직임에 대비하여 기존 흑연계 음극재를 생산하는 업체들도 실리콘 음극재에 관심을 가지고 있다”고 말했다.

한편 2018년 음극활물질 출하량은 일본의 히타치가 4만 3,297톤을 출하하여 시장점유율 14%로 1위를 기록했다. 중국의 BTR은 4만 3,120톤을 출하해 2위를 기록했다. 이어 중국의 샨샨(ShanShan), 쯔천(Zichen), 푸타이라이(Putailai)가 각각 3만 3,907톤, 3만 1,920톤, 2만 9,286톤을 출하하며 뒤를 이었다. 한국의 포스코케미칼(옛 포스코켐텍)은 출하량 1만 5,915톤으로 시장점유율 5%를 차지하며 8위를 차지했다.