국가전략기술 이차전지 소재 기술 동향⑤

양극재·이차전지 수출 급성장…차세대 소재 주도권 경쟁 본격화

이차전지 및 양극재 수출은 전기차와 신재생에너지 보급 확대에 힘입어 지속적인 성장세를 이어가고 있다. 2023년 기준 이차전지 및 양극재 수출액은 전년 대비 5.8% 증가한 225억 달러를 기록했으며 이 중 양극재는 배터리 기업들의 해외투자 확대에 따른 소재 수요 증가로 이차전지 수출을 앞질렀다. 이에 따라 해당 분야는 반도체, 자동차, 일반 기계, 석유제품, 석유화학, 철강제품과 함께 2023년 7대 주력 수출산업에 포함됐다.

이차전지 산업은 전기차, 에너지저장장치(ESS), 소형 전자기기 등 다양한 수요처에 대응할 수 있는 고기능성 소재 개발과 제품 포트폴리오 확대가 요구되고 있다. 또한, 원가절감을 위한 생산기술 혁신, 친환경 기술 확보, 스마트 제조 인프라 구축이 동시에 추진되어야 하며 환경규제 대응력 강화도 시급한 과제로 주목된다.

산업 전반의 경쟁력 강화를 위해 중소·중견 소재·부품·장비 기업과의 기술협력이 확대돼야 하며, 전문 인력 양성과 교육 인프라의 체계적 확충도 필수적이다. 더불어 국산화율 제고와 안정적인 공급망 확보를 위한 정부-산업 간 협력체계 강화가 요구된다.

기술 측면에서는 고에너지밀도 및 급속충전 대응 소재, 희소금속 대체소재, 고안전성 소재 기술 등 차세대 배터리 개발 경쟁이 본격화되고 있다. 폐배터리 재활용 기술은 여전히 부족하며 리사이클링 기술개발과 자원순환 체계 구축이 시급한 상황이다. 원자재 대체기술과 소재 국산화를 통한 공급망 리스크 완화도 중요한 과제로 부상했다.

정책적으로는 전기차 확산에 비해 충전 인프라가 부족하고 폐배터리 처리 관련 제도도 미비한 상태다. 글로벌 환경규제 강화와 기술패권 경쟁에 효과적으로 대응하기 위한 충전 인프라·재활용 시스템 구축, 제도적 실행력 확보, 국제 공동 대응 전략 등이 필요하다.

투자에서는 차세대 전지 개발을 위한 대규모 R&D 투자, 해외 자원 확보를 위한 투자 및 자원 외교, 생산시설의 자동화 및 고도화가 동시에 요구되고 있다. 기술 격차 확대와 시장 선점을 위한 선제적 투자가 중요하며 스마트 팩토리 구축을 통한 생산성 제고 역시 핵심 과제다.

산업 구조상 대기업 중심 생태계로 인해 중소기업의 역할이 제한되고 있으며 산업 간 융합을 통한 새로운 비즈니스 창출과 유연한 공급망 구축이 필요하다. 중소기업 역량 강화와 산업 구조의 균형화, 인접 산업과의 융합 전략, 공정 유연성 확보도 중장기적 과제로 지목된다.

시장 측면에서는 전기차와 ESS의 확산으로 지속적인 수요 증가가 예상되며 특히 아시아·태평양 지역 중심의 경쟁이 심화되고 있다. 생산 장비 및 자동화 솔루션 수요 역시 급증하고 있으며 지역별 맞춤 전략과 가격·기술 경쟁력 확보가 병행돼야 한다. 장비 경쟁력 확보를 위한 자동화 및 공정 혁신 투자가 필수적이다.

이차전지 소재별로는 고니켈·고망간 양극재, 박막리튬·무음극 음극재, 전고체 전해질 등 차세대 전지 소재를 중심으로 기술 경쟁력, 시장 유망성, 정부 투자규모 관점에서 경쟁력을 분석한 결과, 리튬계 양극재는 높은 기술력과 시장성을 동시에 보유해 중장기 국가전략 핵심 분야로 자리잡고 있다. 수계전지는 낮은 기술경쟁력에도 불구하고 시장 잠재력이 있어 기술기반 확보를 위한 투자가 요구된다. 음극재는 경쟁력과 유망성이 평균 수준이지만 정부투자가 활발해 성과 분석과 타당성 재검토가 필요하다. 전해질과 분리막 분야는 틈새시장 특화와 기술 고도화를 중심으로 집중적인 전략이 요구된다.