중국 LFP 독주 깰까…포스코퓨처엠, LMR로 LFP 대체 도전

포스코퓨처엠 LMR 양극재 양산 임박…연내 양산 기술 확보

중국 LFP, 저가 경쟁력으로 시장 점유율 절반 가까이 차지

LFP 대비 가격경쟁력·재활용 용이성 등 강점으로 LMR 제시

LG에너지솔루션 등 배터리 3사, 관련 배터리 개발 진행 중

서울 코엑스에서 열린 인터배터리 2025의 포스코퓨처엠 부스 전경. ⓒ포스코퓨처엠

중국의 초저가 리튬인산철(LFP) 배터리가 시장을 장악하는 가운데, 포스코퓨처엠이 LFP의 한계를 보완할 차세대 양극재 망간리치(LMR) 양산을 추진하고 있다.

LMR은 제조원가를 낮추면서도 LFP보다 최대 30% 높은 에너지 밀도를 제공해 가격 경쟁력과 성능을 모두 갖춘 대안으로 주목받고 있다. 포스코퓨처엠의 LMR이 배터리 시장에서 LFP를 넘어설 새로운 선택지로 자리 잡을 수 있을지 주목된다.

11일 업계에 따르면 포스코퓨처엠의 LMR 양극재 양산이 임박한 것으로 나타났다. 포스코퓨처엠은 올해 중으로 고객사와 협의를 통해 양산 기술을 확보할 계획이다.

포스코퓨처엠이 LMR을 개발한 배경에는 LFP 시장에서 중국과의 직접적인 가격 경쟁이 현실적으로 어려운 점이 크게 작용했다. 시장조사기관 SNE리서치에 따르면 전체 글로벌 배터리 사용량에서 LFP 배터리가 차지하는 비중은 2021년 20% 중반에 머물렀으나 지난해에는 45%에 달한 것으로 집계됐다.

홍영준 포스코퓨처엠 기술연구소장은 지난 5일 개막한 ‘인터배터리 2025’에서 “LFP의 제조 원가는 중국 업체와 비교했을 때 약 40%가량 차이가 나며, 중국은 정부 지원과 산업적 구조 덕분에 초저가로 시장을 지배하고 있다”고 설명했다. 이어 “LFP 배터리 시장에서의 경쟁은 기술력이 아닌 규모와 자금력의 싸움”이라며 “이를 통해 중국 기업을 압도하기는 쉽지 않다”고 덧붙였다.

이에 따라 포스코퓨처엠은 중국 중심의 LFP 시장에서 벗어나 미국과 글로벌 시장 상황을 고려하면서 차세대 대안으로 LMR 양극재를 개발하는 방향을 선택했다. LMR은 기존의 NCM(니켈·코발트·망간), NCA(니켈·코발트·알루미늄) 등 양극재보다 망간 함량이 높고 니켈·코발트 함량은 낮다.

미드니켈 양극재는 비싼 니켈이 65%를 차지하는 반면, LMR에는 가격이 싼 망간이 65% 들어가 있어 제조원가가 낮다.

또한, LMR은 우수한 가격 경쟁력 외에도 높은 에너지밀도, 안정성, 그리고 뛰어난 재활용성을 바탕으로 차세대 배터리 시장에서 새로운 경쟁 우위를 확보할 수 있다는 강점이 있다.

LMR은 열폭주 위험을 줄이면서도, 미드니켈 배터리와 유사한 수준의 에너지 용량을 유지할 수 있다. LFP보다 에너지밀도는 최대 30% 높일 수 있으며 니켈 함량을 기존 65%에서 30~35% 수준으로 낮춰 냉각 장치 비용을 절감할 수 있어 전체적인 배터리 패킹 비용도 낮출 수 있다.

배터리 제조사 입장에서 LFP는 양극재 자체는 저렴하지만 에너지 밀도가 낮아 더 많은 셀을 탑재해야 하며, 이로 인해 패킹 비용이 증가하는 단점이 있다. 한국이 강점을 가진 하이니켈 배터리 역시 높은 에너지 밀도를 제공하지만, 원가가 높고 열폭주 위험이 커 추가적인 냉각 장치 비용이 상당하다.

LMR은 친환경적이며 장기적으로 경제성이 대안으로도 부각되고 있다. 리튬양이 8%가량인 만큼 리사이클에도 유리하다. LFP의 경우 리튬 함량이 2%에 불과해 리튬 추출 공정 비용이 높아 리사이클링이 어렵다는 단점이 있다.

배터리 제조사 입장에서도 포스코퓨처엠의 LMR 양극재 개발에 가능성을 열어두고 지켜볼 것으로 보인다.

현재 배터리 제조사 업계에서도 LMR에 대한 연구개발이 활발하게 진행 중이다. LG에너지솔루션은 2027년을 목표로 LMR을, 삼성SDI와 SK온은 코발트프리를 개발하고 있다. 코발트프리 역시 고가의 니켈 비중을 낮추는 배터리로 LMR과 목표 방향성이 유사하다.

포스코퓨처엠은 중국 저가 공세에 맞서기 위해 양극재뿐만 아니라 흑연 기반 음극재에서도 원료 다변화를 추진할 계획이다. 현재 국내에서 유일하게 흑연 기반 음극재를 양산하고 있지만, 중국산 저가 제품과의 가격 경쟁력 문제에 직면해 있다.

이에 포스코퓨처엠은 현재 제조 원가를 44%까지 낮춘 상태이며, 2027년까지 30% 추가 절감할 방침이다.

특히, 천연흑연의 경우 중국 의존도가 95%에 달하는 만큼, 원료 수급 안정성을 높이기 위해 새로운 방식의 연구개발을 진행 중이다.

홍 소장은 “광석이 아닌 새로운 원료를 이용해 천연흑연을 만들 수 있는 기술을 연구 중이며, 최종 개발까지 약 2년이 소요될 것으로 예상된다”며 “어느 나라에서나 쉽게 구할 수 있는 저렴한 원료를 활용하여 천연흑연을 제조함으로써 원가 절감을 실현할 계획”이라고 언급했다.