일본산업뉴스요약

Material X – 제2부 미래를 만들어라(중)
민생용 배터리 붉게 물들인다
일본 기업, EV용으로 반격 시작

「이제 일본 기업끼리 경쟁하는 시대는 지났다」. 우베코산(宇部興産)의 배터리재료개발부의 우베 부장은 힘주어 말한다. 우베코산은 작년에 적자에서 벗어나지 못한 중국의 전해액 사업을 미쓰비시화학(현, 미쓰비시케미칼)과 통합하기로 결정하였다. 앞으로는 전세계에서의 일원화도 시야에 넣는다. 또한, 우베 부장은「단독 재건은 할 수 없었지만, 미련은 없다」라고 시원스럽게 말한다.

전해액은 리튬이온 배터리의 주요 부재의 하나로, 이온이 정극과 부극의 사이를 이동하는 통로가 된다. 유기용매에 전해질인 리튬염을 섞어서 만든다. 실제는 원료만 있으면「특수한 제조 기술은 필요 없다」(화학업체 간부). 주요부재 중에서는 가장 진입 장벽이 낮다.

스마트폰 생산 대국인 중국에서는 전해액 제조업체가 난립하고 있다. 저가의 범용품을 대량 생산하여 민생용 배터리 시장에 유입하였다. 야노경제연구소에 따르면, 2015년의 전해액 세계 시장 점유율은 중국이 75.3%로 석권하고 있다. 전기자동차(EV) 등 차량탑재용에서도 비용 삭감 압력은 크다. 2000년대에 민생용에서 점유율 50%를 차지한 우베코산도 강점을 살릴 수 없다고 판단하여 전선에서 후퇴하였다.

-- 압도적 스피드 --
전해액뿐 아니라 주요 4부재 전부가 지금은 중국의「붉은 재료」로 물들고 있다. 현지 보도에 따르면, 의류기업인 닝보샨샨(寧波杉杉)은 600억 엔 이상을 투자하여 세계 최대 규모의 부극재 공장을 설립한다고 한다. 19년 가동 예정이며, 생산 능력은 연 10만 톤이다. 부극재 제조기업인 히타치카세이의 약 4배에 달한다. 히타치카세이도 16년부터 5년간 북미 등에서 100억 엔을 투자하여 4배로 늘린다는 계획이지만, 중국 제조업체의 속도감은 압도적이다.

정극과 부극을 나누는 세퍼레이터(절연재)의 경우도 창저우 밍주 플라스틱(滄州明珠塑料)이 연산 1억㎡가 넘는 공장 건설에 착수했다고 한다. 중국에는 주요 배터리 제조업체만 40개 이상이며, 재료 분야의 저변도 넓어지고 있다.

「드디어 부극재에 실리콘을 10% 혼합시킨 중국의 배터리 제조업체가 나타난 것 같다」. 최근에 시장에서 이런 소문이 돌고 있다. 진위가 확실하지 않은 소문에도 관계자가 긴장하는 이유는,「기술의 일본」조차도 절벽 위에 서 있다는 사실을 실감하고 있기 때문이다.

부극재인 흑연에 실리콘을 섞으면 배터리 용량을 늘릴 수 있다. 단, 실리콘은 충전하면 체적이 4배로 팽창하는 특성이 있다. 지나치게 섞으면 전극 구조가 무너져 충전하기 어려워진다. 일본의 배터리 제조업체는 부극재에 혼합하는 실리콘 비율은 높아도 5% 정도라고 말한다.

히타치카세이는「흑연만으로 용량을 늘리는 것은 이미 한계다. 실리콘의 혼합 비율은 더 높아질 것이다」라고 보고 대응을 서두르고 있다. 중국의 추격을 따돌릴 수 있을지는 시간이 관건이다.

-- 품질에는 자신 있다 --
승부는 있다. 리튬이온 배터리의 주요 전장은, 지금까지의 스마트폰이나 컴퓨터 등 저가의 민생용에서 고품질이 요구되는 차량탑재용으로 옮겨갈 가능성이 높다. 산업기술총합연구소의 배터리기술연구부문에서 총괄연구주간을 맡고 있는 고바야시(小林) 씨는「장기간에 걸친 신뢰성이 가장 중요한 차량탑재용에서는 일본 제조업체의 기술 우위는 여전히 유효하다」라고 말한다.

고품질 배터리를 대량으로 탑재하는 EV가 세계적으로 보급되면, 일본이 중국을 따돌릴 기회는 충분히 있다. 주요 4부재 중에서도, 특히 고바야시 씨가 일본의 기술이 빛을 발하는 분야로 보는 것은 세퍼레이터다.

스미토모화학은 작년에 세퍼레이터에 200억 엔의 증산 투자를 결정하였다. 최근에 한국 공장의 능력을 4배로 높였다. 국내 거점과 합한 생산 능력은 연 4억㎡다. 미국 벤처의 EV로 환산하면 대략 60만 대를 생산한다는 계산이다.

「현재의 리튬이온 배터리로는 불충분하다. (EV보급에는) 브레이크 스루가 필요하다」. 연구개발을 담당하는 오가와(小川) 전무는 세퍼레이터뿐 아니라, 차기를 내다본 연구 개발에도 의욕적이다.「관건은 정극재」라고 예상한다. 작년에는 정극재 제조업체인 다나카화학연구소에 추가 출자하였다.

「반전 공세의 기회」. 1987년에 처음 부극재의 양산에 성공한 JFE그룹의 JFE케미칼. 배터리재료부의 나가야마(長山) 부장은 EV의 보급이 중국을 추월할 돌파구가 될 것으로 예상한다. JFE케미칼은 부극재의 원료가 되는 석탄부터 자사에서 선정할 수 있다는 강점이 있다. 품질을 겨루게 될 EV용에서는 승산이 높을 것으로 보고 있다.

미쓰이화학도 중국으로 붉게 물든 전해액 시장에서 고군분투하고 있다. 미쓰이화학의 신(新)모빌리티 사업개발실의 요시자와(吉沢) 부실장은「전해액은 첨가제가 승부」라고 단언한다. 첨가제는 유기용매와 리튬염으로 만드는 전해액에, 1~5%만 혼합하는 제3의 재료다. 극히 소량으로 배터리의 수명을 연장하거나, 출력을 높이는「스파이스」의 역할이 있다. 축적한 스파이스는 4,000종류. 지금도 매년 수십 종을 추가하고 있다.

「용량을 늘리고 싶다」「수명을 연장하고 싶다」「영점 하에서도 안정적으로 동작시키고 싶다」. 미쓰이화학은 배터리 제조업체의 “기호”에 맞게, 4,000종의 스파이스를 조합하여 레시피를 제안한다. 모두 주문제작으로「같은 조합은 하나도 없다」라고 요시자와 부실장은 말한다.

목숨을 책임지고 모든 환경 하에서 주행해야 하는 자동차의 경우는, 배터리에도 스마트폰용에는 없었던 엄격한 성능이 요구된다. 마지막 단계에서 경쟁 배터리와의 차이를 결정짓는 첨가제에 대한 기대는 높아지고 있다. 5%로 이내로 한정된 기술력이, 붉은 파도를 물리치는 최후의 방파제가 될 것이다.

  -- (하)에 계속 --