이차전지가 친환경 에너지의 핵심으로 떠오르면서 이차전지 산업 전반에 대한 관심도가 크게 증가하였음. 초기 이차전지는 IT제품에 주로 활용되었으나, 전기자동자, 드론, 심지어 항공기까지 그 영역을 넓혀가고 있으며 선진국들의 탄소중립 선언과 자국보호정책에 힘입어 기업을 넘어 국가간의 경쟁도 격화되고 있음.

이차전지란 충전과 방전을 통해 재사용할 수 있는 전지로서 대표적으로 리튬이온전지, 니켈카드뮴전지, 니켈수소전지 등이 있음. 전지의 성능과 환경문제 등으로 현재 리튬이온전지가 보편적으로 사용되고 있으며, 리튬이온전지는 친환경차 보급 정책 등 전기차 수요 증가에 힘입어 지속적인 성장을 이어갈 것으로 전망됨.

이차전지의 구성을 구체적으로 살펴보면 양극재, 음극재, 분리막, 전해액의 4대 핵심소재로 구성됨. 양극재는 리튬이온의 공급원으로 작용하고 음극재는 리튬이온의 저장원 역할을 수행함. 한편, 분리막은 양극과 음극의 물리적 접촉을 방지하고 리튬이온의 통로를 제공하고 전해액은 이온의 직접적인 통로로서 기능함.

이차전지 완성품 제조사는 한국, 중국, 일본에 집중되어 있으며, 이차전지 4대 소재 업체의 경쟁구도도 유사한 형태를 보임. 과거에는 일본 기업들이 높은 기술력을 바탕으로 시장을 선점하고 있었으나 최근들어 한국과 중국기업의 기술개발 노력을 통해 기술격차가 점차 해소되었고, 특히 중국은 대규모 자국시장 보유와 중국 정부의 체계적이고 지속적인 지원 정책에 힘입어 글로벌 선두로 자리매김 중임.

이차전지에 대한 세계 주요기업간, 국가간의 경쟁이 치열해짐에 따라 4대 핵심 소재를 바탕으로 기술개발 경쟁도 점차 치열해지고 있음. 양극재는 니켈계와 인산철계 방식이 양립하며, 니켈계는 하이니켈 양극재 개발을 통해 전기차의 주량거리 향상을 도모하고, 인산철계는 공간활용도 극대화를 통해 배터리탑재 용량 극대화와 에너지밀도 증대를 추진 중임. 우리나라는 주오 하이니켈 계열의 양극재 개선에 초점을 두고 연구개발에 매진하고, 중국은 내수 시장에 기반하여 리튬산화철 계열의 기술 개발에 주력하는 모습을 보임. 두 방식은 안전성, 수명, 가격경쟁력, 주요 타겟 시장에서 대부분 뚜렷한 차이를 보이고 있으나 교차 시장에서의 경쟁은 불가피할 전망임. 아울러, 단결정 양극재 개발을 통해 기존 다결정 양극재 대비 전지 수명과 안전성의 개선 노력도 이뤄지고 있음.

한편, 이차전지 완제품 제조사들은 완성차 업체와 합작사 설립과 핵심 소재 업체 앞 장기간에 걸친 대규모 발주 등의 조달 안정성을 추구 중임. 이는 단순한 사업확장을 넘어 향후 경쟁이 가속화 될 시장 내에서 생존의 문제로 여겨지는만 큼 다양한 방식의 합종연횡이 이뤄지고 있음. 우리나라의 경우, 글로벌 완성차 업체들과 합작회사 설립을 통해 미국, 유럽 등에 공격적으로 이차전지 공장을 건설하고 있으며 하이니켈 계열의 이차전지 개발에 주력하고 있음. 하지만 이러한 노력만으로 글로벌 선도 지위를 확보하기에는 여전히 부족하며, 중장기적으로 전고체 전지의 개발, 실리콘계 음극재 개발 등 끈임 없는 초격차 기술 확보도 병행되어야 할 것임. 특히, 전고체 전지는 전해질을 액체에서 고체로 대체하여 분리막 없이 양극재, 음극재, 전해질로 이뤄지며 모두 고체인 특성을 지니게 됨. 이는 액체 전해질이 가지고 있는 외부 충격에 대한 폭발 및 화재 위험, 누액 발열 위험 등을 원천적으로 제거하는 기술임.

이러한 초격자 기술 개발의 노력은 현재까지는 소재업체, 완제품 업체 등이 자체적으로 혹은 일부 제한적인 협업 관계를 통해 이뤄져 왔우나 앞으로는 학계, 소재 부품 장비 업체 간 긴밀한 협력 하에 정부의 중장기 지원 정책도 뒷받침되어야 함. 또한 이차전지 생산을 위한 원재료 시장에 접근성이 떨어지고 중국이 주요 원재료 시장을 선점하고 있는 현실 속에서 향후 원료 조달에 대한 패러디임도 고민해 봐야 함. 전기차 보급확대, 이차전지 소재의 가격 급등, 주요국들의 자국 우선 정책 등의 공급망 내 존재하는 조달 위험을 헷지하기 위해서는 순환경제 체제를 구축하는 노력도 필요함. 가깝게는 폐배터리의 재활용 방법을 고려해 볼 수 있으며, 재사용과 재활용을 통해 순환경제 구축의 초석을 다질 수 있을 것임.