SNE리서치가 LFP배터리 양극조새 기술현황 및 시장 전망 보고서를 발간했다고 밝혔다. 이 보고서는 2021년은 중국의 리튬인산철(LFP, LiFePO4) 배터리에 대한 관심이 폭발한 한 해였고 그 추세는 2023년 상반기까지 강하게 상승하고 있다고 분석했다. 전기차에서 탑재되는 LFP 배터리의 비중도 2020년 17%에서 2021년 27%, 2022년 36%까지 증가했다.

중국에서 판매된 LFP 배터리 탑재 전기차의 비중은 2020년 9월 이후 NCM(니켈·코발트·망간) 혹은 NCA(니켈·코발트·알루미늄) 등 삼원계 배터리의 비중을 뛰어넘었다.

현재 LFP배터리의 대부분은 중국 업체들이 생산하고 있는데 테슬라뿐 아니라 폭스바겐, 포드, 스텔란티스 등도 LFP배터리에 관심을 보이고 있다.

리튬이차전지가 대용량화됨에 따라 리튬이차전지의 가격 및 안전성 강화가 중요한 화두로 떠오르고 있다. 

이러한 흐름 속에서 이미 개발된 지 많은 시간이 지난 리튬인산철 전지가 새 화두로 떠오르고 있는데 이는 코발트를 사용하지 않아 상대적으로 저가에 제조가 가능하며, 고온 및 과충전 상태에서도 구조붕괴가 일어나지 않아 수명 및 안전성이 우수하며,  또한 리튬인산철에 관한 핵심특허가 22년 대부분 만료되어 특허료의 지불이나 특허침해에 대한 위험이 없이 판매가 가능해질 것이기 때문이다. 

리튬인산철 이차전지의 특성 및 장단점을 이해하기 위해서는 리튬이차전지에 관한 체계적인 지식, 정보 및 리튬인산철 양극재의 장점 및 한계에 관한 지식을 습득할 필요가 있으며, 이를 바탕으로 향후 리튬인산철 이차전지의 개발 방향을 이해할 수 있을 것으로 보인다.

현재 리튬 인산철 배터리는 400km 가량의 항속거리의 달성이 가능하며, 실제 리튬인산철 양극소재가 적용된 테슬라 2021년 모델3의 경우 주행거리가 407 km에 달한다. 

또한 저가인 철 사용으로 가격 면에서도 우위에 있으며, 최근 코발트, 니켈 등의 삼원계용 원자재의 가격 폭등으로 이러한 가격적인 장점은 더 커지고 있다. 

또한 안전성에 있어서도 300도의 고온과 260% 과충전에도 화재나 폭발반응이 일어나지 않는 등 층상구조의 삼원계 대비 올리빈 구조의 리튬인산철 소재가 이점을 가지고 있어 배터리 업체나 완성차 업체에서 안전사고를 대비할 충당금을 비축할 필요가 없는 이점을 가지고 있다.

아직 해결해야 할 과제가 많이 남아있으나, Bulk 리튬인산철에 대한 성능구현, Graphene과의 효과적인 복합화, LiMnPO4 등의 성능구현이 이루어진다면 올리빈 리튬인산철에 있어서 또 한 번의 진전이 가능할 것이라고 예상했다. 

최근 망간을 혼합한 LMFP 배터리는 이런 한계를 극복할 수 있는 신기술로 주목받고 있다. 비슷한 가격으로도 에너지 밀도를 15~20%가량 높일 수 있다. CATL과 BYD, 궈시안 등 중국 업체들도 유사한 기술을 적용한 LMFP 기반 배터리를 개발해 상용화 단계에 들어섰다

본 리포트에서는 리튬이차전지의 양극소재 종류 및 특징을 살펴보고, 특히 최근 화두로 떠오르고 있는 리튬인산철(LFP, LMFP) 양극소재에 대한 특성을 자세히 살펴보고, 개발 현황 및 제조 공정 기술에 대하여 상세히 고찰한다고 밝혔다. 

여기에 리튬인산철(LFP, LMFP) 양극소재 시장에 대한 전망과 주요 업체 정보에 대하여 정리하였으며, 리튬인산철(LFP, LMFP) 적용 완성차 업체와 배터리 업체 현황에 대해서도 다루었다고 덧붙였다. .