[비즈니스포스트] 중국 배터리 업계가 리튬망간철인산염(LMFP) 양극재를 통해 차세대 중저가 전기차용 배터리 시장 선점에 나선다. 올해 중국에서는 LMFP 배터리를 탑재한 전기차가 출시되기 시작했다.

최근 배터리 업계에서는 LFP 배터리를 대체할 제품 개발이 한창이다. 이론상 최대 에너지밀도에 도달한 LFP 배터리를 넘어설 차세대 배터리에 대한 수요가 늘고 있기 때문이다.

에코프로비엠, 포스코퓨처엠, 엘앤에프 등 K양극재 3사도 LMFP와 리튬망간리치(LMR) 등 차세대 제품을 개발하고 있으나 아직 구체적 양산 일정도 확정하지 못한 상태다. 이대로라면 전기차용 배터리 시장은 중국에 완전히 내주게 될 것이라는 우려가 나온다.

25일 관련 업계 취재를 종합하면 향후 전기차 시장에서 LMFP 배터리가 새로운 업계 표준이 될 것이라는 관측이 나온다.

최근 글로벌 전기차용 배터리 시장은 기존 삼원계 배터리 중심에서 LFP 배터리 위주로 빠르게 재편되고 있다.

북미를 제외한 세계 전기차용 배터리 시장에서 LFP 배터리 점유율은 50%를 넘어선 것으로 확인된다.

LFP 배터리의 가장 큰 장점은 가격이다. 삼원계 배터리에 비해 40% 이상 저렴하며, 안전성도 우월한 것으로 알려졌다.

다만 LFP 배터리가 전체 전기차 시장을 장악하지 못한 이유는 성능의 한계 때문이다.

최근 연구 결과에 따르면 LFP 배터리에 탑재되는 양극재의 성능은 이론상 한계점(160Wh/kg)에 도달했다는 분석이 나온다. 기술 개발만으로는 더 이상 성능을 개선할 수 없는 단계에 도달했다는 것이다.

이로 인해 미들급 이상의 전기차에서는 여전히 한국과 일본산 삼원계 배터리가 사용돼 왔다.

중국 배터리 업계는 LMFP 양극재라는 차세대 제품을 통해 전기차 시장에서의 우위를 강화해 나간다는 목표다.

LMFP 양극재의 이론상 최대 에너지밀도는 190~210Wh/kg으로 LFP 양극재보다 15~20% 높으며, 삼원계 미드니켈 양극재와 비슷한 수치다.

LFP 양극재와 동일한 결정 구조(올리빈 구조)를 유지해 안전성도 높다. 또 저온성능은 LFP 양극재보다 개선됐다는 평가다.

LMFP 양극재 가격은 LFP 양극재보다는 약 10% 비싸지만, 삼원계 양극재보다는 30~40%가량 저렴한 것으로 알려졌다.

이런 이유로 중저가 전기차 시장에서 LMFP 배터리 활용이 빠르게 확대될 것이라는 전망이 나온다.

중국 양극재 기업들은 2024년부터 LMFP 양극재를 양산하기 시작했으며, 올해는 상하이자동차(SAIC)와 BYD가 LMFP 배터리를 탑재한 차량을 선보였다.

상하이금속거래시장(SMM)은 LMFP 양극재 판매량이 올해 7만 톤 수준에서 2030년 최대 130만 톤까지 확대될 수 있다는 전망을 내놨다.

이에 맞춰 후난 위닝, 롱바이, 당승과기 등 중국 메이저 양극재 업체들은 이미 수만 톤 규모의 LMFP 생산능력을 확보해 둔 상태다.
 

국내 양극재 업계의 시선이 에너지저장장치(ESS) 시장에 쏠린 틈에 중국은 전기차 시장에서 한참 앞서간 모양새다.

에코프로비엠, 포스코퓨처엠, 엘앤에프 등 국내 양극재 3사도 LMFP 양극재 기술 개발을 진행하고 있다. 다만 아직 연구개발(R&D) 단계에 머물고 있으며, 구체적 양산 일정도 확정하지 못한 상태다.

당초 국내 양극재 업계가 LFP 양극재를 대체할 제품으로 낙점한 것은 리튬망간리치(LMR) 양극재였다.

LMR 양극재는 층상 산화물계 구조로 이뤄져 있어 삼원계 양극재 생산라인과 호환이 자유로우며 LMFP 양극재보다 성능 면에서도 근소하게 앞서기 때문이다.

하지만 LMR 배터리를 사용할 계획이었던 북미 전기차 업체들이 전동화 전략을 축소하거나 철회하며 계획이 틀어졌다.

또 충전·방전을 반복하면 성능이 급격하게 떨어지는 기술적 문제도 양산의 걸림돌로 작용하고 있다. 

배터리 시장조사업체 SNE리서치는 LMFP 양극재의 최신 동향을 다룬 보고서에서 "LFP 양극재의 낮은 에너지밀도를 보완하기 위해 망간을 추가한 LMFP 양극재는 개선된 성능과 우수한 저온 성능으로 전기차용 배터리 시장에서 새로운 대안으로 떠오르고 있다"며 "중국은 2024년부터 LMFP 양극재를 생산하고 있으며, 개발이 지속됨에 따라 원가 경쟁력도 확보해 나가고 있는 상황"이라고 말했다. 최재원 기자