'車·ESS배터리' 핵심소재 분리막 수요 급증

SNE리서치 "2025년까지 연평균 38% 성장"

전기자동차 배터리와 에너지저장장치(ESS)에 쓰이는 이차전지 시장이 지속 확대되면서, 주요 소재인 분리막 시장도 본격적인 성장 가도에 진입했다는 분석이 제기됐다.

18일 시장조사업체 SNE리서치는 '2020년 리튬이온 이차전지 분리막 기술동향·시장전망' 보고서에서 "이차전지 분리막 시장의 연평균 성장률이 2025년까지 38%에 달할 것"이라고 내다봤다.

이는 제품 수요가 폭발적으로 증가한 데 따른 것이다. SNE리서치에 따르면 지난해 글로벌 분리막 시장 수요는 총 28억제곱미터(㎡)였지만, 6년 뒤인 2025년 수요는 약 193억㎡ 규모로 늘어날 전망이다.

LG화학의 '안전성 강화 분리막(SRS)' 특허기술. (사진=LG화학)

■ 전기차 시장 확대…'습식분리막' 비중 늘어난다

리튬이온 이차전지를 구성하는 주요 소재인 분리막은 배터리 내부에서 양극활물질과 음극활물질의 물리적 접촉을 막고, 동시에 이온이 오가는 통로 역할을 한다. 국내 업계에서는 LG화학의 '안전성 강화 분리막(SRS)'과 SK이노베이션의 '리튬이온 배터리분리막(LiBS)'이 대표적인 제품이다.

지난 2018년 기준으로 글로벌 출하량은 ▲일본 아사히카세이(17%) ▲중국 SEM(12%) ▲일본 도레이(9%) ▲한국 SK이노베이션(8%) ▲중국 시니어(6%) 순이었다.

구체적으로는 습식분리막 수요가 매우 증가하고 있다는 설명이다. 일반적으로 승용전기차 배터리에 많이 탑재되는 것은 습식분리막이고, ESS나 전기 시내버스에 사용되는 제품은 건식분리막이다.

이 둘은 제조방식에 따라 구분되는데, 습식분리막은 제조공정이 복잡하고 건식 대비 단가가 높은 반면 박막화(얇게 만드는 것)가 가능한 게 특징이다. 박막화는 에너지밀도를 확보하기에 용이하다. 따라서 ESS나 전기버스 대비 높은 에너지밀도가 필요한 승용전기차에는 주로 습식분리막이 탑재된다.

(자료=SNE리서치)

■ ESS 화재로 '불 타지 않는 분리막' 연구도 활발

글로벌 업계는 분리막의 박막화를 통한 에너지밀도 상승을 꾀하는 동시에 안전성 강화를 위한 연구에도 집중하고 있다. 특히 잇따라 발생한 ESS 화재로 안전성을 확보키 위해 '난연(難燃·불에 타지 않는) 특성을 지닌 분리막 연구가 주목받고 있다.

난연성 분리막은 외부 충격이나 화재에 배터리가 노출될 시 발생 가능한 단락 노출됐을 경우 발생할 수 있는 단락을 지연하거나 막는다. 단락은 분리돼야 할 음극과 양극이 금속 등의 도체로 연결되는 것으로, 발화로 이어질 가능성이 크다.

SNE리서치 관계자는 "이차전지는 최근 자동차 외에도 무선 이어폰 등 웨어러블 기기에 많이 사용되기 시작해 더 높은 기준의 안전성을 요구받는다"며 "전고체전지의 개발과 상용화가 아직 먼 미래의 일이라는 점을 감안했을 때, 안전성이 강화된 난연 분리막의 수요는 더욱 많아질 것"이라고 내다봤다.