전세계 전기차 산업이 급성장하면서 배터리 핵심 소재인 음극재 확보 경쟁이 치열해지고 있다. 한국 기업들은 아직 세계 시장 점유율이 2.7%에 불과하지만 글로벌 셀 메이커와의 협업과 대규모 투자를 통해 성장 잠재력을 키우고 있어 공급망 재편의 핵심 파트너로 부상하고 있다.

11일 SNE리서치와 업계에 따르면 올해 1~7월 전세계 전기차용 음극재 적재량은 69만5000톤으로 전년 동기 대비 38.4% 증가했다. 이 가운데 중국 샨샨(16만3000톤)과 BTR(12만4000톤)이 각각 1·2위를 차지했다. 중국을 제외한 시장은 26만3000톤으로 26.1% 성장했지만 한국 기업들의 점유율은 2.7% 수준에 머물렀다.

그럼에도 국내 선도 기업들은 글로벌 협업과 투자 확대·기술 개발을 바탕으로 존재감을 키우고 있다. 대표적으로 대주전자재료는 지난해 실리콘 음극재 연간 CAPA(생산능력) 약 3000톤을 확보했으며, 올해까지 1만5000톤으로 늘릴 계획이다. 이를 위해 1500억원 이상을 시설 증설과 기술 개발에 투입했다. 삼성SDI, LG에너지솔루션 등 글로벌 셀 업체와 협업을 확대하며 차세대 고에너지밀도 배터리 시장에서 입지를 강화하고 있다.

대주전자는 실리콘 산화물 기반 차세대 음극재 개발에 집중한다. 실리콘 음극재는 기존 흑연 대비 충전 용량이 커 배터리 에너지 밀도를 4~5배 높일 수 있어 전기차 주행거리 확대에 기여할 수 있는 전략적 소재로 꼽힌다. 최근 파나소닉을 신규 고객사로 확보하며 상용화 준비에도 속도를 내고 있다. 다만 충·방전 과정에서 부피 팽창과 낮은 전기 전도도라는 기술적 한계는 여전히 과제로 남아 있다.

이를 보완하기 위해 한국전기연구원(KERI)은 2차원 탄소나노소재인 '그래핀'을 적용, 실리콘 팽창에 따른 성능 저하를 완화하는 기술을 개발해 양산화를 앞두고 있다. 현재 전기·전자 소재·부품 전문기업 JNC머트리얼즈에 기술 이전이 이뤄졌으며 양산화를 위한 협력이 이어지고 있다.

포스코퓨처엠은 전통 음극재 소재인 흑연 공급망 강화에 주력한다. 천연흑연 음극재 연간 7만4000톤, 인조흑연 8000톤 규모의 생산능력을 갖췄으며, 실리콘-흑연 혼합(블렌딩) 기술 개발을 진행 중이다. 미국·유럽 완성차 및 배터리사와 장기 공급 계약을 확대하며 국내외 공장 증설에도 속도를 내고 있다.

세종과 포항 공장에서 생산된 음극재는 이미 일본 주요 배터리사에 공급되고 있으며, 새만금산업단지 내 구형흑연 생산설비 착공도 준비 중이다. 포스코퓨처엠은 불산(HF)을 쓰지 않는 친환경 가공 기술과 고순도 구형흑연 생산 공정을 앞세워 경쟁력 제고에 나서고 있다.

업계는 한국 기업들의 현재 점유율은 작지만 공격적인 CAPA 확대와 기술 개발, 글로벌 협업을 통한 성장 잠재력은 크다고 본다.

업계 관계자는 "현재 배터리 음극재 시장은 전통 흑연 수요와 차세대 실리콘 수요가 공존하는 이원화 구조 속에서 지정학적 리스크, 공급망 재편, 기술 전환이라는 복합 과제에 직면해 있다"며 "향후 시장 경쟁력은 원재료 확보 역량, 실리콘 음극재 상용화 속도, 북미·유럽향 전략적 대응력에 의해 결정될 가능성이 높다"고 말했다.

포스코퓨처엠 관계자도 "음극재는 배터리를 구성하는 핵심 4대 소재로 중국 의존도를 줄이고 공급망 자립에 기여하는 것이 사업을 지속하는 중요한 이유"라고 강조했다.