리튬이온 2차전지 차별화가 필요하다
리튬이온 2차전지 차별화가 필요하다
김경연 | 2003-08-20 |
리튬이온 2차전지 시장에서의 경쟁 격화로 기업들의 수익성 확보가 갈수록 어려워질 전망이다. 수익성 제고를 위한 기업들의 차별화 노력이 필요하다.
리튬이온 2차전지는 1990년대 후반 모바일 기기의 급속한 발달에 힘입어 성능과 디자인 측면의 잇점을 발판으로 빠르게 시장을 넓혀 왔다. 우리가 흔히 접하는 소형 모바일 기기에서 리튬이온 2차전지는 어디서든 찾아볼 수 있을 정도이다. 리튬이온 2차전지는 용량 및 성능, 디자인 우수성 등의 측면에서 현재까지 상용화된 2차전지 시스템 중 최고일 뿐 아니라, 모바일 기기의 핵심 부품으로 자리잡으면서 그 성장 잠재력 또한 상당하리라는 평가를 받고 있다. 이에 따라 관련 기업들의 참여가 늘면서 경쟁이 치열해지고 있으며 중국 등 일부 국가에서는 정부 차원의 전략적 육성 계획이 발표되기도 하였다.
그러나 최근 리튬이온 2차전지 시장의 현실은 밝지 못하다. 경쟁 심화로 인한 가격 하락과 중국 기업들의 참여 증가로 기업들의 수익 확보가 불투명해지고 있으며 산업 내 구조조정 가능성도 높아지고 있다. 지난 2002년 10월, 리튬이온 2차전지 시장 5위권 기업인 GS-Melcotec이 1위 기업인 Sanyo에 매각되었다. 최근에는 일부 일본 중위권 기업들이 생산라인 매각이나 사업 철수를 검토하거나 이미 실행 중인 것으로 알려지고 있다. 이러한 기업들의 공통점은 다른 경쟁 기업들과 차별화되는 제품 혹은 서비스를 수요 기업에 제대로 제공하지 못했다는 것이다. 아무리 우수한 제품 혹은 기술을 확보하고 있는 기업이라도 수요 기업의 니즈를 제대로 파악하여 대처하지 못하면 성공할 수 없다.
성숙화되어 가는 리튬이온 2차전지 시장에서 향후 기업간 차별화 경쟁은 더욱 중요해질 전망이다. 이하에서는 리튬이온 2차전지 시장의 최근 현황을 살펴보고 기업들의 지속적 성장을 위한 차별화 가능성을 짚어보기로 한다.
경쟁 심화, 중국 기업 가세 등으로 수익성 악화
1990년대 후반 물량 기준으로 연평균 10% 이상의 성장을 구가했던 리튬이온 2차전지 시장은 2001년 IT 경기의 전반적 부진으로 인하여 다소 주춤했다. 2000년 연간 5억 셀의 출하량을 보였던 시장은 2001년 5억 5천만 셀로 그 성장이 주춤했지만 2002년 다시 전년대비 38% 이상의 급성장세로 돌아서 연간 7억 7천만 셀 이상의 출하량을 기록했다. 이러한 추세는 모바일 기기의 성장 지속, 리튬이온 2차전지 채용률 증가 등에 따라 2003년 이후에도 지속될 전망이다.
이러한 외형적 성장과 달리 2차전지 기업간 경쟁은 더욱 치열해지고 있다. 이를 극명하게 드러내는 것이 지속적인 가격 하락이다. 리튬이온 2차전지의 평균 판매 가격이 해마다 15% 안팎의 규모로 떨어지고 있는 것으로 분석되고 있다. 모델별로 다소 차이는 있지만 각형, 원통형, 폴리머 할 것 없이 가격이 모두 하향 곡선을 그리고 있다. 수요 기업이 짧게는 1년, 길게는 2년 가량의 가격 로드맵을 요구하는 가운데 성능이나 품질, 용량 등에서 특별히 차이가 없는 제품들에 대해서 가격 압박이 특히 거세지고 있다. 일부 수요 기업에서는 현재의 원가 수준과 현격한 차이를 보이는 셀당 1달러 초반대의 공급 가격을 요구하는 상황이 발생하기도 하였으며 실제로 이를 맞춰주는 2차전지 기업들이 나오고 있는 실정이다.
Sanyo, Sony 등 선두 기업들뿐 아니라 LG화학, 삼성SDI, BYD 등 신흥 기업들의 생산 능력 확충은 최근의 리튬이온 2차전지 가격 하락을 가속시킬 조짐이다. 특히 BYD를 필두로 값싼 노동력을 바탕으로 한 중국 2차전지 기업들의 성장은 위협적이다. 1999년 시장 참여 이후 리튬이온 2차전지 시장에서 3위권으로 성장한 BYD는 반자동 및 수동 공정이 혼재된 독특한 생산방식을 바탕으로 한 원가 경쟁력을 무기로 가격 하락을 주도해 왔다. 중국 내수 시장의 약 절반을 차지하는 것으로 추정되는 다른 중소 규모 기업들은 짧은 사업 이력에도 불구하고 중국 현지 고객들에 밀착하여 가파른 성장세를 보이면서 지속적으로 설비를 확장하는 것으로 파악되고 있다. 중국 내수 시장의 성장, 외국 주요 고객들의 중국 내 생산 기반 확대, 중국 정부의 원재료 및 부품 국산화 압력 등이 어우러지면서 제2, 제3의 BYD가 생겨날 가능성도 배제할 수 없다.
아직은 중국 기업들이 재료나 생산 기술, 품질 등의 측면에서 일본과 국내 기업들의 수준에 미치지는 못하고 있으나, 중국 내수 시장을 기반으로 단기간 내 격차 해소가 가능하리라는 전망이 제기되고 있다. 일부 기업들의 경우 기술적으로 당분간 따라오기 힘들다던 원통형이나 폴리머 전지까지 생산하고 있는 실정이다.
이에 따라 대규모 수요처를 확보하지 못한 기업들의 경우 수익성 악화가 심화될 것으로 보여 이들을 중심으로 구조조정이 가속될 수 있다는 판단이다. 2001년 리튬이온 2차전지 시장의 부진으로 인하여 사업이 위축되었던 일본 중위권 기업들은 2002년 수요 증가로 활로를 찾는 듯 하였으나, 중국 2차전지 기업들의 공세와 가격 하락 등으로 수익성 개선에 어려움을 겪을 전망이다. 3~4위권인 MBI 조차도 향후 수익성 확보가 불투명하다는 견해가 나오고 있을 정도로 사태가 심각한 것으로 보인다. LG화학, 삼성SDI 등을 중심으로 한 국내 기업들의 경우 2001년부터 본격적인 성장 국면에 접어들어 2002년 하반기에는 흑자로 전환하기도 하였으나 올들어 점차 흑자폭이 감소하고 있는 것으로 알려지고 있다. 심지어는 적자 전환의 가능성도 배제할 수 없는 상황이며 향후 수익성 확보에도 고전을 면치 못하리라는 예측이 나오고 있는 실정이다.
경쟁이 갈수록 치열해지면서 2차전지 기업들은 대형화를 통한 원가 절감과 함께 차별화 노력을 활발히 전개하고 있다. 현재 기업들의 차별화 방향은 크게 용량 및 성능에서의 차별화, 폴리머 2차전지를 중심으로 한 제품 차별화, 중대형 등 신규 시장 진출을 통한 차별화 등으로 나누어볼 수 있다.
용량 및 성능에서의 차별화
첫째, 용량 및 성능에서의 차별화를 들 수 있다. 리튬이온 2차전지(LIB)의 경우 제품 디자인과 규격의 표준화가 진전되어감에 따라 기업들의 차별화 포인트가 제품의 가격이나 용량 등에 집중되고 있다. 노트북 컴퓨터에 주로 채용되는 원통형의 경우 18650(지름 18mm, 길이 65mm) 계열의 전지가 시장을 장악하고 있다. 휴대폰용 리튬이온 2차전지는 현재 두께 4~5mm대의 3048(가로 30mm, 세로 48mm) 혹은 3450(가로 34mm, 세로 50mm) 계열로 수렴되고 있다. 이에 따라 노트북 컴퓨터 기업이나 휴대폰 기업들의 니즈는 제공 서비스 다양화나 사용 시간 증대를 위한 용량 향상에 집중되고 있다.
용량 증가를 통한 차별화는 기본적으로 재료 혁신의 수준에서 이루어진다. 원통형의 경우 1,800~2,000mAh의 전지가 시장을 주도하는 가운데 2,200mAh가 등장하였으며 2,400mAh 제품의 출시도 임박한 것으로 파악되고 있다. 리튬-코발트 산화물계와 탄소로 이루어진 현재의 시스템으로 얻을 수 있는 용량의 최고치는 2,500mAh 수준으로 이를 뛰어넘기 위해서는 양/음극재의 재료 혁신이 필요한 것으로 파악되고 있다. 주석이나 규소 계열의 합금 혹은 산화물을 활용한 음극재 개발, 리튬-망간(혹은 니켈) 계열의 산화물로 된 양극재 개발 등이 좋은 예이다. 또한 두 전극을 포함하여 전해질, 분리막 등 전지의 각 구성 요소에 나노 기술 등을 도입하여 용량 및 성능을 극대화하는 노력도 수반되고 있다. Sanyo, Sony 등 기존 기업은 물론 새로이 리튬이온 2차전지 시장에 뛰어들려는 많은 기업들이 재료 혁신 및 대체를 통해 고용량의 전지 기술을 확보하려 하고 있다.
또한 제한된 공간에 최대한의 전기 용량을 갖게끔 하는 설계 기술의 확보도 중요한 차별화 포인트로 주목되고 있다. 예를 들면 현재 판매되고 있는 휴대폰용 전지 중 Sanyo가 Nokia와 공동으로 개발하여 공급하고 있는 BL-4C, BL-5C 등 계열의 리튬이온 2차전지는 공간활용도를 극대화한 제품으로 평가받고 있다. Sanyo에 이어 MBI, BYD 등도 생산에 참여하고 있으며, 이러한 유형의 제품이 차기 휴대폰 제품의 전지 유형으로 결정되는 사례가 늘고 있다.
폴리머 2차전지를 중심으로 한 제품 차별화
다음으로 리튬이온 폴리머 2차전지를 통해 차별화를 꾀하는 경우이다. 리튬이온 폴리머 2차전지(LIPB)는 각형이나 원통형과 달리 전해질이 젤(Gel)상 혹은 고체의 폴리머 형태로 이루어져 있다. LIPB는 기술적으로 현존 2차전지 중 가장 발달한 형태이나, 전체 리튬이온 2차전지 시장의 1/10 가량을 차지하는 데 그쳐 아직까지는 시장을 주도하지 못하고 있다. 이는 짧은 사업 이력에 기인하기도 하지만, 각형에 비해 가격 경쟁력이 떨어지는 데다, 채택되는 수요 기기 시장의 규모가 휴대폰이나 노트북 컴퓨터에 비해 현저히 작기 때문으로 풀이된다.
그럼에도 LIPB 시장은 1999년 Sony에 의해 본격화된 이래 가파른 성장세를 보이고 있다. 2000년 연간 2,000만 셀을 조금 웃돌던 LIPB 시장은 2002년에는 6,000만 셀을 육박할 정도로 성장하였다. 2003년에는 전년대비 1.5배 가량 증가한 9,000만 셀의 출하가 예상되고 2005년이면 전체 리튬이온 2차전지 시장의 15% 가량을 차지하는 1억 5,000만 셀 이상의 규모가 될 것이라는 전망이다. 장기적으로 재료 원가 측면에서 LIB에 비해 우위에 있는 LIPB가 LIB를 제치고 모바일 기기의 주요 전원으로 자리잡을 것이라는 예측도 나오고 있다. 또한 LIPB는 초소형은 물론 대면적의 전지도 가능하기 때문에 LIB가 채용되기 어려운 영역에도 쉽게 적용될 수 있다. 뚜렷한 차세대 2차전지 시스템이 나타나지 않고 있는 가운데 가격 경쟁력 및 저온 특성 향상 등의 과제가 해결될 경우 LIPB는 차세대 에너지원의 역할도 수행할 수 있을 것으로 예상된다.
이러한 가능성에 주목하여 많은 기업들이 독특한 방식으로 LIPB를 개발, 상용화하고 있다. Sony, Sanyo 등은 각형에서 쓰이는 Winding 방식을 Ultralife, Valence 등의 기업들은 각 구성 요소를 적층하여(Stacking) 전지를 완성하는 Bellcore 방식을 채택하고 있다. LG화학의 경우에는 이들 두 방식을 혼합한 제조 방식을 구축하여 사용하고 있다. 각 기술들은 전극 제조, 생산 수율, 기계적 특성, 디자인 유연성 등에서 저마다 다른 특징을 지니고 있다. 그러나, 아직은 생산 규모나 기술 성숙도 측면에서 초기에 불과하고 향후 개선 혹은 혁신의 여지가 많아 어느 방식이 LIPB 시장을 주도할 지는 지켜보아야 할 일이다.
현재는 Sony가 전체 시장의 절반 가량을 차지하는 가운데 Sanyo, LG화학 등이 뒤를 추격하고 있으며, 삼성 SDI, Hitachi Maxell, Yuasa, Kanebo, Polyplus 등이 시장 확대에 활발한 모습을 보이고 있다. 국내의 경우 앞서 예를 든 두 기업 외에 SKC, 새한에너테크, 코캄엔지니어링 등이 설비 증설을 추진하고 있어, 향후 LIPB 시장에서의 입지가 주목되고 있다. 향후 LIPB 시장에서의 차별화 노력 성과 여하에 따라 LIPB 시장은 물론 전체 2차전지 시장 내에서의 국내 기업들의 입지가 달라질 수 있을 것으로 보인다.
중대형 등 신규 시장 진출을 통한 차별화
마지막으로 중대형 전지 등 신규 시장 진출을 통한 차별화를 살펴보겠다. 휴대폰, 노트북 컴퓨터 등 소형에 집중된 리튬이온 2차전지 시장에서 벗어나 자동차용 등 중대형 전지 시장으로 영역을 확대하려는 노력 또한 활발하다. 중대형 전지 시장 진출은 현재의 시장 구도를 바꾸고 수익성을 개선하려는 기업들의 좋은 차별화 전략의 하나로 볼 수 있다.
중대형 전지 시장은 현재 전기 자전거, 전기 청소기, 전기 자동차, 잠수함, 전동 공구 등 다양한 영역에서 형성되고 있다. 특히 시장 잠재력이 가장 큰 자동차용의 경우 아직은 값싼 니켈-수소 전지가 주로 채택되어 개발되고 있으나, 상대적으로 가볍고 성능이 우수한 리튬이온 2차전지가 주력이 될 가능성이 매우 크다. Prius, Estima(이상 Toyota), Civic, Insight(이상 Honda) 등이 대표적인 하이브리드 전기 자동차인데 이들 모두에는 PEVE(Panasonic EV Energy)가 개발한 니켈-수소 전지가 사용되고 있다. Sanyo는 니켈-수소 전지를 활용하여 Ford의 하이브리드 전기 자동차인 Escape의 개발에 참여하였는데, 리튬이온 2차전지의 경우 2007년 이후에나 상업화가 가능하리라는 전망을 내놓고 있다. 그러나 리튬이온 2차전지의 기술 개발 속도, 중대형 전지 개발 경쟁 등을 감안할 때 이러한 상업화 시기는 더욱 앞당겨질 가능성도 있다.
MBI, Shin-Kobe, Saft 등은 리튬이온 2차전지를 중대형 전지로 응용하려는 대표적인 기업들이다. Shin-Kobe의 경우 망간 계열의 리튬이온 2차전지 시스템을 개발하여 전기 자동차에 대한 적용 가능성을 시험중에 있는데, Nissan의 Tino Hybrid가 그 적용 예이다. Saft의 경우 한때 소형 리튬이온 2차전지 사업에 손을 대었으나 현재는 자동차용 등 중대형 전지 개발에 집중하고 있다. 또한 LG화학, Delphi 등은 리튬이온 폴리머 2차전지를 통하여 중대형 전지 시장에 진출하기 위해 활발한 움직임을 보이고 있다.
차별화 경쟁 심해질 듯
기술적인 측면에서 아직까지는 리튬이온 2차전지를 능가할 만한 차세대 2차전지 시스템이 가시화되지 않고 있다. 일부 전문가들은 리튬이온 2차전지를 대체할 연료전지나 리튬금속 폴리머 2차전지 등 기타 다른 형태의 휴대용 에너지원이 적어도 10년 정도는 지나야 상용화되리라는 예측을 내놓고 있다. 이상적인 2차전지로 평가받는 리튬금속 폴리머 2차전지의 경우 아직까지는 안전성과 성능 측면에서 이렇다할 개발 성과를 찾아보기 어려우며 이제는 그 가능성에 대해서도 의문이 제기되는 상황이다. 이처럼 차세대 2차전지 시스템의 윤곽이 드러나지 않은 상황 하에서 리튬이온 2차전지 시장 내 기업간 차별화 경쟁은 향후 더욱 치열해질 전망이다.
리튬이온 2차전지는 갈수록 규격화 및 표준화가 심화될 것으로 보여 가격은 물론 용량 및 성능에서의 차별화가 더욱 중요해질 전망이다. 결국 기업의 장기적인 성장 여부가 혁신 재료 및 설계/생산 기술의 차별화에서 결정될 것으로 보인다. 한편으로는 차별화 경쟁의 결과로 제품 유형별 혹은 수요 시장별 전문 기업이 등장할 가능성도 있다. 각형이나 원통형과는 달리 생산 및 설계 방식에서의 차별화 여지가 많은 리튬이온 폴리머 2차전지 분야의 경우 경쟁력 있는 공정을 구축하여 특정 유형의 제품만을 개발 생산하는 기업들이 증가할 가능성이 있다. 또한 자동차용, 블루투스 기기용 등 특정 응용 영역에 집중하는 기업들의 등장도 가능하리라는 예측이다.
국내 기업들, 차별화 서둘러야
리튬이온 2차전지는 모바일 기기 시장의 급성장에 따라 그 성장 잠재력이 높이 평가되고 있다. 리튬이온 2차전지는 모바일 기기의 성능을 좌우하는 핵심 부품일 뿐 아니라 환경친화적인 전지로도 각광을 받고 있다. 이러한 잠재력을 보고 LG화학, 삼성SDI 등을 중심으로 한 국내 기업들도 1990년대 후반 이후 본격적으로 이 사업에 뛰어들기 시작하였다. 국내 리튬이온 2차전지 기업들은 사업을 시작한 지 불과 4년도 채 안되어 세계 시장의 10% 가량을 차지할 정도로 빠르게 성장하였다. 그리고 국내외에서 생산설비를 증설하는 등 세계 시장 주도를 목표로 의욕적인 움직임을 보여 왔다. 최근 정부 차원에서도 2차전지 산업을 차세대 성장 동력 산업의 하나로 선정하여 적극 육성할 움직임을 보이고 있다.
그러나 현재의 시장 상황이 그리 좋은 것만은 아니다. Sanyo, Sony 등 일본 기업들의 기술 선도와 BYD를 중심으로 한 중국 기업들의 공세 속에서 국내 기업들의 설 자리는 점차 좁아지고 있다. 국내 기업들은 품질과 공급 대응력 측면에서는 일본 기업들에 뒤지고 가격 측면에서는 중국 기업들의 상대가 되지 못하고 있다. 또한 지금 당장은 수요 기업에 선개발 제안에서부터 2차전지 Pack 공급까지를 포함하는 차별화된 솔루션을 제공하기도 힘든 상황이다. 국내 기업들의 규모나 경험, 기술 수준 등이 아직은 선두 기업들과 비교하여 경쟁력을 확보하고 있지 못하기 때문이다.
이에 국내 기업들은 2차전지 시장에서의 기회를 보다 충분히 활용하고 성장을 이어가기 위해서는 경쟁 기업들과 차별된 기술이나 서비스, 또는 고객이나 시장 등을 확보하는 노력을 게을리하지 말아야 할 것이다. 국내 기업들의 경우 원가 경쟁력이나 재료 기술 측면에서 각각 중국 기업들과 선두 일본 기업들에 뒤져 있고 단기간 내 이러한 상황을 뒤집기는 어려울 것으로 보인다. 따라서 폴리머 계열이나 중대형 전지 등을 이용한 차별화에 비중을 둘 필요가 있다. 이를 통해 수익성을 개선함은 물론 확대된 고객 및 시장을 기반으로 리튬이온 2차전지 시장을 주도할 기반을 마련할 수 있을 것이다. 장기적인 관점에서 볼 때 용량 및 성능에서의 차별화 없이는 지속적인 고객 확대가 어려울 것이므로 혁신 재료 및 설계 기술 확보를 위한 노력도 필요하다. 현재 국내 기업들의 역량이나 자원을 고려할 때 기업들이 이를 독자적으로 감당하기는 어려울 것으로 보이므로, 관련 대학 및 연구소와의 연계, 정부 차원의 관심과 지원 등도 수반되어야 할 것이다.
리튬이온 2차전지는 1990년대 후반 모바일 기기의 급속한 발달에 힘입어 성능과 디자인 측면의 잇점을 발판으로 빠르게 시장을 넓혀 왔다. 우리가 흔히 접하는 소형 모바일 기기에서 리튬이온 2차전지는 어디서든 찾아볼 수 있을 정도이다. 리튬이온 2차전지는 용량 및 성능, 디자인 우수성 등의 측면에서 현재까지 상용화된 2차전지 시스템 중 최고일 뿐 아니라, 모바일 기기의 핵심 부품으로 자리잡으면서 그 성장 잠재력 또한 상당하리라는 평가를 받고 있다. 이에 따라 관련 기업들의 참여가 늘면서 경쟁이 치열해지고 있으며 중국 등 일부 국가에서는 정부 차원의 전략적 육성 계획이 발표되기도 하였다.
그러나 최근 리튬이온 2차전지 시장의 현실은 밝지 못하다. 경쟁 심화로 인한 가격 하락과 중국 기업들의 참여 증가로 기업들의 수익 확보가 불투명해지고 있으며 산업 내 구조조정 가능성도 높아지고 있다. 지난 2002년 10월, 리튬이온 2차전지 시장 5위권 기업인 GS-Melcotec이 1위 기업인 Sanyo에 매각되었다. 최근에는 일부 일본 중위권 기업들이 생산라인 매각이나 사업 철수를 검토하거나 이미 실행 중인 것으로 알려지고 있다. 이러한 기업들의 공통점은 다른 경쟁 기업들과 차별화되는 제품 혹은 서비스를 수요 기업에 제대로 제공하지 못했다는 것이다. 아무리 우수한 제품 혹은 기술을 확보하고 있는 기업이라도 수요 기업의 니즈를 제대로 파악하여 대처하지 못하면 성공할 수 없다.
성숙화되어 가는 리튬이온 2차전지 시장에서 향후 기업간 차별화 경쟁은 더욱 중요해질 전망이다. 이하에서는 리튬이온 2차전지 시장의 최근 현황을 살펴보고 기업들의 지속적 성장을 위한 차별화 가능성을 짚어보기로 한다.
경쟁 심화, 중국 기업 가세 등으로 수익성 악화
1990년대 후반 물량 기준으로 연평균 10% 이상의 성장을 구가했던 리튬이온 2차전지 시장은 2001년 IT 경기의 전반적 부진으로 인하여 다소 주춤했다. 2000년 연간 5억 셀의 출하량을 보였던 시장은 2001년 5억 5천만 셀로 그 성장이 주춤했지만 2002년 다시 전년대비 38% 이상의 급성장세로 돌아서 연간 7억 7천만 셀 이상의 출하량을 기록했다. 이러한 추세는 모바일 기기의 성장 지속, 리튬이온 2차전지 채용률 증가 등에 따라 2003년 이후에도 지속될 전망이다.
이러한 외형적 성장과 달리 2차전지 기업간 경쟁은 더욱 치열해지고 있다. 이를 극명하게 드러내는 것이 지속적인 가격 하락이다. 리튬이온 2차전지의 평균 판매 가격이 해마다 15% 안팎의 규모로 떨어지고 있는 것으로 분석되고 있다. 모델별로 다소 차이는 있지만 각형, 원통형, 폴리머 할 것 없이 가격이 모두 하향 곡선을 그리고 있다. 수요 기업이 짧게는 1년, 길게는 2년 가량의 가격 로드맵을 요구하는 가운데 성능이나 품질, 용량 등에서 특별히 차이가 없는 제품들에 대해서 가격 압박이 특히 거세지고 있다. 일부 수요 기업에서는 현재의 원가 수준과 현격한 차이를 보이는 셀당 1달러 초반대의 공급 가격을 요구하는 상황이 발생하기도 하였으며 실제로 이를 맞춰주는 2차전지 기업들이 나오고 있는 실정이다.
Sanyo, Sony 등 선두 기업들뿐 아니라 LG화학, 삼성SDI, BYD 등 신흥 기업들의 생산 능력 확충은 최근의 리튬이온 2차전지 가격 하락을 가속시킬 조짐이다. 특히 BYD를 필두로 값싼 노동력을 바탕으로 한 중국 2차전지 기업들의 성장은 위협적이다. 1999년 시장 참여 이후 리튬이온 2차전지 시장에서 3위권으로 성장한 BYD는 반자동 및 수동 공정이 혼재된 독특한 생산방식을 바탕으로 한 원가 경쟁력을 무기로 가격 하락을 주도해 왔다. 중국 내수 시장의 약 절반을 차지하는 것으로 추정되는 다른 중소 규모 기업들은 짧은 사업 이력에도 불구하고 중국 현지 고객들에 밀착하여 가파른 성장세를 보이면서 지속적으로 설비를 확장하는 것으로 파악되고 있다. 중국 내수 시장의 성장, 외국 주요 고객들의 중국 내 생산 기반 확대, 중국 정부의 원재료 및 부품 국산화 압력 등이 어우러지면서 제2, 제3의 BYD가 생겨날 가능성도 배제할 수 없다.
아직은 중국 기업들이 재료나 생산 기술, 품질 등의 측면에서 일본과 국내 기업들의 수준에 미치지는 못하고 있으나, 중국 내수 시장을 기반으로 단기간 내 격차 해소가 가능하리라는 전망이 제기되고 있다. 일부 기업들의 경우 기술적으로 당분간 따라오기 힘들다던 원통형이나 폴리머 전지까지 생산하고 있는 실정이다.
이에 따라 대규모 수요처를 확보하지 못한 기업들의 경우 수익성 악화가 심화될 것으로 보여 이들을 중심으로 구조조정이 가속될 수 있다는 판단이다. 2001년 리튬이온 2차전지 시장의 부진으로 인하여 사업이 위축되었던 일본 중위권 기업들은 2002년 수요 증가로 활로를 찾는 듯 하였으나, 중국 2차전지 기업들의 공세와 가격 하락 등으로 수익성 개선에 어려움을 겪을 전망이다. 3~4위권인 MBI 조차도 향후 수익성 확보가 불투명하다는 견해가 나오고 있을 정도로 사태가 심각한 것으로 보인다. LG화학, 삼성SDI 등을 중심으로 한 국내 기업들의 경우 2001년부터 본격적인 성장 국면에 접어들어 2002년 하반기에는 흑자로 전환하기도 하였으나 올들어 점차 흑자폭이 감소하고 있는 것으로 알려지고 있다. 심지어는 적자 전환의 가능성도 배제할 수 없는 상황이며 향후 수익성 확보에도 고전을 면치 못하리라는 예측이 나오고 있는 실정이다.
경쟁이 갈수록 치열해지면서 2차전지 기업들은 대형화를 통한 원가 절감과 함께 차별화 노력을 활발히 전개하고 있다. 현재 기업들의 차별화 방향은 크게 용량 및 성능에서의 차별화, 폴리머 2차전지를 중심으로 한 제품 차별화, 중대형 등 신규 시장 진출을 통한 차별화 등으로 나누어볼 수 있다.
용량 및 성능에서의 차별화
첫째, 용량 및 성능에서의 차별화를 들 수 있다. 리튬이온 2차전지(LIB)의 경우 제품 디자인과 규격의 표준화가 진전되어감에 따라 기업들의 차별화 포인트가 제품의 가격이나 용량 등에 집중되고 있다. 노트북 컴퓨터에 주로 채용되는 원통형의 경우 18650(지름 18mm, 길이 65mm) 계열의 전지가 시장을 장악하고 있다. 휴대폰용 리튬이온 2차전지는 현재 두께 4~5mm대의 3048(가로 30mm, 세로 48mm) 혹은 3450(가로 34mm, 세로 50mm) 계열로 수렴되고 있다. 이에 따라 노트북 컴퓨터 기업이나 휴대폰 기업들의 니즈는 제공 서비스 다양화나 사용 시간 증대를 위한 용량 향상에 집중되고 있다.
용량 증가를 통한 차별화는 기본적으로 재료 혁신의 수준에서 이루어진다. 원통형의 경우 1,800~2,000mAh의 전지가 시장을 주도하는 가운데 2,200mAh가 등장하였으며 2,400mAh 제품의 출시도 임박한 것으로 파악되고 있다. 리튬-코발트 산화물계와 탄소로 이루어진 현재의 시스템으로 얻을 수 있는 용량의 최고치는 2,500mAh 수준으로 이를 뛰어넘기 위해서는 양/음극재의 재료 혁신이 필요한 것으로 파악되고 있다. 주석이나 규소 계열의 합금 혹은 산화물을 활용한 음극재 개발, 리튬-망간(혹은 니켈) 계열의 산화물로 된 양극재 개발 등이 좋은 예이다. 또한 두 전극을 포함하여 전해질, 분리막 등 전지의 각 구성 요소에 나노 기술 등을 도입하여 용량 및 성능을 극대화하는 노력도 수반되고 있다. Sanyo, Sony 등 기존 기업은 물론 새로이 리튬이온 2차전지 시장에 뛰어들려는 많은 기업들이 재료 혁신 및 대체를 통해 고용량의 전지 기술을 확보하려 하고 있다.
또한 제한된 공간에 최대한의 전기 용량을 갖게끔 하는 설계 기술의 확보도 중요한 차별화 포인트로 주목되고 있다. 예를 들면 현재 판매되고 있는 휴대폰용 전지 중 Sanyo가 Nokia와 공동으로 개발하여 공급하고 있는 BL-4C, BL-5C 등 계열의 리튬이온 2차전지는 공간활용도를 극대화한 제품으로 평가받고 있다. Sanyo에 이어 MBI, BYD 등도 생산에 참여하고 있으며, 이러한 유형의 제품이 차기 휴대폰 제품의 전지 유형으로 결정되는 사례가 늘고 있다.
폴리머 2차전지를 중심으로 한 제품 차별화
다음으로 리튬이온 폴리머 2차전지를 통해 차별화를 꾀하는 경우이다. 리튬이온 폴리머 2차전지(LIPB)는 각형이나 원통형과 달리 전해질이 젤(Gel)상 혹은 고체의 폴리머 형태로 이루어져 있다. LIPB는 기술적으로 현존 2차전지 중 가장 발달한 형태이나, 전체 리튬이온 2차전지 시장의 1/10 가량을 차지하는 데 그쳐 아직까지는 시장을 주도하지 못하고 있다. 이는 짧은 사업 이력에 기인하기도 하지만, 각형에 비해 가격 경쟁력이 떨어지는 데다, 채택되는 수요 기기 시장의 규모가 휴대폰이나 노트북 컴퓨터에 비해 현저히 작기 때문으로 풀이된다.
그럼에도 LIPB 시장은 1999년 Sony에 의해 본격화된 이래 가파른 성장세를 보이고 있다. 2000년 연간 2,000만 셀을 조금 웃돌던 LIPB 시장은 2002년에는 6,000만 셀을 육박할 정도로 성장하였다. 2003년에는 전년대비 1.5배 가량 증가한 9,000만 셀의 출하가 예상되고 2005년이면 전체 리튬이온 2차전지 시장의 15% 가량을 차지하는 1억 5,000만 셀 이상의 규모가 될 것이라는 전망이다. 장기적으로 재료 원가 측면에서 LIB에 비해 우위에 있는 LIPB가 LIB를 제치고 모바일 기기의 주요 전원으로 자리잡을 것이라는 예측도 나오고 있다. 또한 LIPB는 초소형은 물론 대면적의 전지도 가능하기 때문에 LIB가 채용되기 어려운 영역에도 쉽게 적용될 수 있다. 뚜렷한 차세대 2차전지 시스템이 나타나지 않고 있는 가운데 가격 경쟁력 및 저온 특성 향상 등의 과제가 해결될 경우 LIPB는 차세대 에너지원의 역할도 수행할 수 있을 것으로 예상된다.
이러한 가능성에 주목하여 많은 기업들이 독특한 방식으로 LIPB를 개발, 상용화하고 있다. Sony, Sanyo 등은 각형에서 쓰이는 Winding 방식을 Ultralife, Valence 등의 기업들은 각 구성 요소를 적층하여(Stacking) 전지를 완성하는 Bellcore 방식을 채택하고 있다. LG화학의 경우에는 이들 두 방식을 혼합한 제조 방식을 구축하여 사용하고 있다. 각 기술들은 전극 제조, 생산 수율, 기계적 특성, 디자인 유연성 등에서 저마다 다른 특징을 지니고 있다. 그러나, 아직은 생산 규모나 기술 성숙도 측면에서 초기에 불과하고 향후 개선 혹은 혁신의 여지가 많아 어느 방식이 LIPB 시장을 주도할 지는 지켜보아야 할 일이다.
현재는 Sony가 전체 시장의 절반 가량을 차지하는 가운데 Sanyo, LG화학 등이 뒤를 추격하고 있으며, 삼성 SDI, Hitachi Maxell, Yuasa, Kanebo, Polyplus 등이 시장 확대에 활발한 모습을 보이고 있다. 국내의 경우 앞서 예를 든 두 기업 외에 SKC, 새한에너테크, 코캄엔지니어링 등이 설비 증설을 추진하고 있어, 향후 LIPB 시장에서의 입지가 주목되고 있다. 향후 LIPB 시장에서의 차별화 노력 성과 여하에 따라 LIPB 시장은 물론 전체 2차전지 시장 내에서의 국내 기업들의 입지가 달라질 수 있을 것으로 보인다.
중대형 등 신규 시장 진출을 통한 차별화
마지막으로 중대형 전지 등 신규 시장 진출을 통한 차별화를 살펴보겠다. 휴대폰, 노트북 컴퓨터 등 소형에 집중된 리튬이온 2차전지 시장에서 벗어나 자동차용 등 중대형 전지 시장으로 영역을 확대하려는 노력 또한 활발하다. 중대형 전지 시장 진출은 현재의 시장 구도를 바꾸고 수익성을 개선하려는 기업들의 좋은 차별화 전략의 하나로 볼 수 있다.
중대형 전지 시장은 현재 전기 자전거, 전기 청소기, 전기 자동차, 잠수함, 전동 공구 등 다양한 영역에서 형성되고 있다. 특히 시장 잠재력이 가장 큰 자동차용의 경우 아직은 값싼 니켈-수소 전지가 주로 채택되어 개발되고 있으나, 상대적으로 가볍고 성능이 우수한 리튬이온 2차전지가 주력이 될 가능성이 매우 크다. Prius, Estima(이상 Toyota), Civic, Insight(이상 Honda) 등이 대표적인 하이브리드 전기 자동차인데 이들 모두에는 PEVE(Panasonic EV Energy)가 개발한 니켈-수소 전지가 사용되고 있다. Sanyo는 니켈-수소 전지를 활용하여 Ford의 하이브리드 전기 자동차인 Escape의 개발에 참여하였는데, 리튬이온 2차전지의 경우 2007년 이후에나 상업화가 가능하리라는 전망을 내놓고 있다. 그러나 리튬이온 2차전지의 기술 개발 속도, 중대형 전지 개발 경쟁 등을 감안할 때 이러한 상업화 시기는 더욱 앞당겨질 가능성도 있다.
MBI, Shin-Kobe, Saft 등은 리튬이온 2차전지를 중대형 전지로 응용하려는 대표적인 기업들이다. Shin-Kobe의 경우 망간 계열의 리튬이온 2차전지 시스템을 개발하여 전기 자동차에 대한 적용 가능성을 시험중에 있는데, Nissan의 Tino Hybrid가 그 적용 예이다. Saft의 경우 한때 소형 리튬이온 2차전지 사업에 손을 대었으나 현재는 자동차용 등 중대형 전지 개발에 집중하고 있다. 또한 LG화학, Delphi 등은 리튬이온 폴리머 2차전지를 통하여 중대형 전지 시장에 진출하기 위해 활발한 움직임을 보이고 있다.
차별화 경쟁 심해질 듯
기술적인 측면에서 아직까지는 리튬이온 2차전지를 능가할 만한 차세대 2차전지 시스템이 가시화되지 않고 있다. 일부 전문가들은 리튬이온 2차전지를 대체할 연료전지나 리튬금속 폴리머 2차전지 등 기타 다른 형태의 휴대용 에너지원이 적어도 10년 정도는 지나야 상용화되리라는 예측을 내놓고 있다. 이상적인 2차전지로 평가받는 리튬금속 폴리머 2차전지의 경우 아직까지는 안전성과 성능 측면에서 이렇다할 개발 성과를 찾아보기 어려우며 이제는 그 가능성에 대해서도 의문이 제기되는 상황이다. 이처럼 차세대 2차전지 시스템의 윤곽이 드러나지 않은 상황 하에서 리튬이온 2차전지 시장 내 기업간 차별화 경쟁은 향후 더욱 치열해질 전망이다.
리튬이온 2차전지는 갈수록 규격화 및 표준화가 심화될 것으로 보여 가격은 물론 용량 및 성능에서의 차별화가 더욱 중요해질 전망이다. 결국 기업의 장기적인 성장 여부가 혁신 재료 및 설계/생산 기술의 차별화에서 결정될 것으로 보인다. 한편으로는 차별화 경쟁의 결과로 제품 유형별 혹은 수요 시장별 전문 기업이 등장할 가능성도 있다. 각형이나 원통형과는 달리 생산 및 설계 방식에서의 차별화 여지가 많은 리튬이온 폴리머 2차전지 분야의 경우 경쟁력 있는 공정을 구축하여 특정 유형의 제품만을 개발 생산하는 기업들이 증가할 가능성이 있다. 또한 자동차용, 블루투스 기기용 등 특정 응용 영역에 집중하는 기업들의 등장도 가능하리라는 예측이다.
국내 기업들, 차별화 서둘러야
리튬이온 2차전지는 모바일 기기 시장의 급성장에 따라 그 성장 잠재력이 높이 평가되고 있다. 리튬이온 2차전지는 모바일 기기의 성능을 좌우하는 핵심 부품일 뿐 아니라 환경친화적인 전지로도 각광을 받고 있다. 이러한 잠재력을 보고 LG화학, 삼성SDI 등을 중심으로 한 국내 기업들도 1990년대 후반 이후 본격적으로 이 사업에 뛰어들기 시작하였다. 국내 리튬이온 2차전지 기업들은 사업을 시작한 지 불과 4년도 채 안되어 세계 시장의 10% 가량을 차지할 정도로 빠르게 성장하였다. 그리고 국내외에서 생산설비를 증설하는 등 세계 시장 주도를 목표로 의욕적인 움직임을 보여 왔다. 최근 정부 차원에서도 2차전지 산업을 차세대 성장 동력 산업의 하나로 선정하여 적극 육성할 움직임을 보이고 있다.
그러나 현재의 시장 상황이 그리 좋은 것만은 아니다. Sanyo, Sony 등 일본 기업들의 기술 선도와 BYD를 중심으로 한 중국 기업들의 공세 속에서 국내 기업들의 설 자리는 점차 좁아지고 있다. 국내 기업들은 품질과 공급 대응력 측면에서는 일본 기업들에 뒤지고 가격 측면에서는 중국 기업들의 상대가 되지 못하고 있다. 또한 지금 당장은 수요 기업에 선개발 제안에서부터 2차전지 Pack 공급까지를 포함하는 차별화된 솔루션을 제공하기도 힘든 상황이다. 국내 기업들의 규모나 경험, 기술 수준 등이 아직은 선두 기업들과 비교하여 경쟁력을 확보하고 있지 못하기 때문이다.
이에 국내 기업들은 2차전지 시장에서의 기회를 보다 충분히 활용하고 성장을 이어가기 위해서는 경쟁 기업들과 차별된 기술이나 서비스, 또는 고객이나 시장 등을 확보하는 노력을 게을리하지 말아야 할 것이다. 국내 기업들의 경우 원가 경쟁력이나 재료 기술 측면에서 각각 중국 기업들과 선두 일본 기업들에 뒤져 있고 단기간 내 이러한 상황을 뒤집기는 어려울 것으로 보인다. 따라서 폴리머 계열이나 중대형 전지 등을 이용한 차별화에 비중을 둘 필요가 있다. 이를 통해 수익성을 개선함은 물론 확대된 고객 및 시장을 기반으로 리튬이온 2차전지 시장을 주도할 기반을 마련할 수 있을 것이다. 장기적인 관점에서 볼 때 용량 및 성능에서의 차별화 없이는 지속적인 고객 확대가 어려울 것이므로 혁신 재료 및 설계 기술 확보를 위한 노력도 필요하다. 현재 국내 기업들의 역량이나 자원을 고려할 때 기업들이 이를 독자적으로 감당하기는 어려울 것으로 보이므로, 관련 대학 및 연구소와의 연계, 정부 차원의 관심과 지원 등도 수반되어야 할 것이다.
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