배터리 소재 기업의 핵심 경쟁력은? IP빅데이터로 본 기술 전환 가능성 Part1.
📖배터리에서 수소로: 특허 빅데이터로 본 기술 전환 가능성 시리즈
이 시리즈는 특허 빅데이터 분석을 통해 배터리 소재 기업의 수소 촉매 시장 진출 가능성을 3편에 걸쳐 검증합니다.
목차
1. 전기차 캐즘과 수소 시장의 부상
2. 특허로 본 배터리 소재 기업의 진짜 강점
3. 배터리 소재 기업의 7대 핵심 기술 역량
4. 다음 시리즈 예고 : 이 기술은 어디에 적용될 수 있을까?
전기차 캐즘, 배터리 기업의 새로운 선택
2024년, 전기차 시장에 이상 기류가 감지되었습니다. 고속 성장을 이어오던 글로벌 전기차 시장은 2024년 들어 성장률이 20% 수준으로 떨어졌고, 업계에서는 이를 '전기차 캐즘'이라 부릅니다.
반면, 수소 생산과 전해조 시장은 전혀 다른 궤적을 그리고 있습니다. 미국과 유럽을 중심으로 대규모 수전해 설비 투자가 시작되면서, 수소 기반 촉매와 전극 소재에 대한 수요가 구조적으로 늘어나는 국면입니다. 미국 에너지부(DOE)는 수전해 수소의 생산 단가를 2030년까지 획기적으로 낮추는 것을 목표로 하고 있으며, 이에 맞춰 촉매·전극 소재 개발에 대한 지원 프로그램을 확대하고 있습니다. 유럽연합 역시 REPowerEU 등 정책을 통해 2030년까지 대규모 전해조 설치 목표를 제시하고, 전해조·연료전지용 촉매 기술을 전략 기술로 분류하고 있습니다.
전기차 성장률이 둔화되는 가운데, 수소 생산·저장·전환을 둘러싼 인프라와 촉매 시장은 오히려 가파른 성장 곡선을 그리고 있는 셈입니다.
이 변화는 배터리 소재 기업들에게 중요한 질문을 던집니다. 10년 넘게 축적해 온 양극재 제조 기술을 배터리 외의 다른 영역에 활용할 수는 없을까?
흥미롭게도 배터리 양극재의 핵심 기술인 나노입자 합성, 금속 산화물 조성 제어, 고온 소성 기술은 배터리뿐 아니라 수소 생산·연료전지 등에서 사용되는 수소 기반 촉매 제조에도 필수적인 공통 기반 기술입니다.
이번 콘텐츠에서는 특허 빅데이터 분석을 통해, 배터리 양극재 제조 기술이 수소 기반 촉매 산업에 어떻게 확장·적용될 수 있는지를 탐색합니다.
특허로 본 배터리 소재 기업의 진짜 강점
국내 주요 배터리 소재 기업의 한국 특허 211건을 분석하며 한 가지 흥미로운 발견을 했습니다. "배터리"라는 단어를 제거하고 순수 기술만 추출했을 때, 이 기업은 사실상 고도로 정밀한 금속 산화물 나노입자 제조 전문 기업이었습니다.
분석 결과, 특허에서 가장 많이 등장한 키워드는 '입자'로 589회나 언급됐습니다. '리튬 이차전지'보다 '입자 제어 기술'이 더 본질적인 역량인 셈입니다. 그 다음으로 '안정성'이 219회, '코팅'이 132회, '소성'이 123회 언급됐습니다.
이는 나노미터 수준의 입자를 정밀하게 합성하고, 고온에서 처리하며, 표면을 개질하는 데 탁월한 기술을 보유하고 있음을 보여줍니다.
특허의 78%가 양극 활물질 전극 기술(IPC H01M-004)에 집중돼 있지만, 그 이면에는 다음과 같은 탈맥락화 가능한 순수 기술 역량이 숨어 있었습니다.
배터리 소재 기업의 7대 핵심 기술 역량
1. 입자 제어 기술
나노입자를 정밀하게 합성하고, 1차 입자가 응집되어 2차 입자를 형성하는 과정을 제어합니다. 특히 구형 입자 형성 기술과 500nm에서 10μm 사이의 입도 분포를 최적화하는 능력이 돋보입니다.
2. 다원소 금속 산화물 조성 설계
니켈(153회), 코발트(126회), 망간(435회) 등 여러 금속 원소를 조합하여 최적의 조성을 찾아내는 기술을 보유하고 있습니다. 특히 니켈 함량 80% 이상의 고니켈 조성 제어는 독보적 강점입니다.
3. 전구체 합성 기술
공침법을 기반으로 금속 수산화물을 침전시키고, pH와 반응 온도를 정밀하게 제어하여 구형 전구체를 형성합니다.
4. 고온 열처리 공정
소성, 하소, 소결 등 700~1000°C의 고온에서 물질을 처리하며 결정구조와 안정성을 제어합니다. 이 과정에서 산소나 질소 등 분위기 제어 기술도 활용합니다.
5. 표면 처리 기술
금속 산화물로 나노미터 수준의 코팅층을 형성하고, 다층 구조를 만들어 표면 특성을 개선합니다.
6. 대량 양산 능력
국내 주요 소재 기업은 연간 수십만 톤 단위의 양산 경험을 갖추고 있습니다. Lab 규모에서 Pilot을 거쳐 Mass Production까지 스케일업한 경험은 많은 연구기관이나 스타트업이 갖추지 못한 결정적 차별점입니다.
7. 품질 관리 시스템
ppm 수준의 불순물을 제어하고, 균일도와 재현성을 확보하며, 입자 크기 분포를 엄격하게 관리합니다.
🔔다음 시리즈 예고: 이 기술은 어디에 적용될 수 있을까?
이러한 기술들을 "배터리"라는 맥락에서 분리하면, 배터리 소재 기업은 기능성 금속 산화물 나노입자 제조 전문 기업으로 재정의될 수 있습니다.
그렇다면 이 기술들이 어떤 다른 산업에 적용될 수 있을까요?
다음 편에서는 배터리 양극재의 순수 기술 역량이 적용될 수 있는 이종 산업을 특허 데이터베이스를 통해 탐색합니다. 특히 수소 기반 촉매 특허 1,130건을 분석하여, 배터리 기술과의 키워드 매칭률을 정량적으로 검증하고, AEM 수전해와 SOEC 영역에서의 적용 가능성을 구체적으로 살펴봅니다.
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