6월 13일, 산둥 후먼 제련유한공사와 SMM 정보기술유한공사(SMM)가 주최한 에서 국가 전력·에너지저장 배터리 제품 품질감독검사센터 수석 고문/수석 엔지니어인 이샤오보가 ‘배터리 시장 수급의 기본과 배터리용 납-안티몬 합금 극판에서의 안티몬 금속 적용 및 발전’에 대한 인사이트를 공유했다.
I. 납산배터리 응용 시장 분석
1. 총 생산량
2. 주요 제품 비중
►동력형: 전동 이륜차, 전동 삼륜차, 전동 사륜차; 선도 기업: 톈넝, 칠위, 쉬파이, 징지우, 쑤중, 훠쥐.
►시동형: 승용차, 농용차, 오토바이, 선박, 디젤 기관차; 선도 기업: 캐멀, 펑판, 레오크, 쥐장, GS 유아사.
►비상전원형: 전력, 통신, UPS, 데이터센터; 선도 기업: 나라다, 레오크, 솽덩, 세이크리드 선, 루이다, 비전.
►에너지저장형: ESS 발전소, 산업·상업용 ESS, 가정용 ESS; 선도 기업: 나라다, 레오크, 솽덩, 세이크리드 선, 화푸.
3. 시장 현황
최근 다양한 신형 배터리가 지속적으로 등장·적용되면서 전통적인 납산배터리 시장은 심각한 도전에 직면했다.
전반적 상황: 리튬배터리가 빠르게 주도권을 확보했고, 나트륨이온배터리는 도약을 앞두고 있으며, 기타 신형 전원은 기회를 기다리고 있다.
자동차 시장
2024년 기준 국내 자동차 보유 대수는 약 3억 5,300만 대이며, 신에너지차(NEV) 비중은 8.9%였다. 전 세계 자동차 보유 대수는 16억 대, NEV 비중은 3%였다.
►시장 분석
Ø 향후 3년간 내연기관차 시장 수요 증가율은 둔화될 것이다.
Ø 주행거리 연장형 및 플러그인 하이브리드가 NEV 발전의 주류가 됐다.
Ø 현재 주차 중인 대형 트럭을 제외하면 내연기관차의 98%가 납배터리를 사용한다.
Ø NEV에서는 리튬배터리가 주류이며, 납배터리는 보완재 역할을 한다.
Ø 향후 3~5년 차량 전동화와 지능형 주행의 발전은 전통 납산배터리 시장에 큰 영향을 미칠 것이다.
Ø 수요 특성: 안전성, 시동 성능, 충전 수용성, 내진동성, 저온 내성, 고온 내성, 수명, 가격.
Ø 나트륨이온배터리가 시장 침투를 시작했다.
전동 이륜차
2024년 국내 전동 이륜차 판매량은 약 4,950만 대로 전년 대비 11.6% 감소했으며, 해외 판매는 약 1,877만 대로 전년 대비 24.8% 증가했다. 2024년 12월 말 기준 중국 시장 전동 이륜차 보유 대수는 약 4억 대였다.
►시장 분석
Ø 현재 납산배터리 점유율은 87%를 상회하고, 리튬배터리는 약 11%, 나트륨이온배터리는 2% 미만이다.
Ø 리튬배터리보다 높은 안전성을 요구하는 수요가 존재하고 나트륨이온배터리가 강력한 경쟁자로 부상하면서, 추세는 여전히 납산배터리에 유리하다.
전동 삼륜차 및 저속 전동 사륜차
2024년 말 기준 전국 전동 삼륜차 보유 대수는 약 7,000만 대였다. 2024년 중국 저속 전동 사륜차 판매량은 약 30만 2,000대로 전년 대비 8.5% 감소했다. 2025년에도 감소세가 이어질 것으로 예상되며, 향후 발전은 정책과 관련 기준에 달려 있다.
►시장 분석
Ø 전동 삼륜차 및 저속 전동 사륜차 시장에서 납산배터리는 약 60%를 차지하며, 리튬배터리는 점유율이 점차 40%로 확대되고, 나트륨이온배터리는 0.5%를 차지한다.
Ø 전동 지게차, 전동 물류차, 전동 평판트럭, 관광용 전동차 등 기타 전기차에서는 리튬배터리가 약 80%, 납산배터리가 약 20%, 나트륨이온배터리가 0.3%를 차지한다.
II. 납산배터리에서의 안티몬 금속 적용
1. 안티몬 금속의 중요성
희소금속: 안티몬은 지각 내 존재량이 1,000만 분의 2에 불과할 정도로 매우 낮다. 주로 황화광물인 휘안티몬광(Sb2S3)에서 산출된다. 2024년 기준 전 세계 안티몬 매장량은 225만 5,000톤이며, 중국은 67만 톤으로 29.7%를 차지해 세계 1위다.
전략금속: ‘산업의 비타민’으로 불리며, 신에너지 및 군수 산업에서 대체 불가능한 역할을 한다.
2. 안티몬 금속의 주요 용도
►난연제: 삼산화안티몬은 할로겐계 난연제와 결합 시 대체 불가능한 난연 소재가 되며, 플라스틱·고무·섬유·화학섬유 등 산업에 널리 사용된다.
►태양광 발전: 태양광 유리: 안티몬 화합물과 피로안티몬산나트륨은 유리 정제제로 사용돼 투명도를 높인다. 단결정 실리콘 패널: 안티몬 도핑은 산소 석출 속도를 높이고 결정 품질을 개선하며 광전 변환 효율을 향상시킨다.
►납산배터리: 그리드 합금, 부품, 첨가제(삼산화안티몬).
►반도체 소재: 고순도 안티몬 및 그 화합물은 초고전도 n형 실리콘 웨이퍼의 도펀트로 사용된다(다이오드, 적외선 검출기, 홀 소자 등).
►유리·세라믹: 도자기: 유약의 경도 및 내마모성 향상제. 유리: 착색제, 강도 향상제, 내열제.
►전략 군수 응용: 핵무기, 로켓, 미사일 탄피, 탄환, 조명탄, 총열, 야간투시경, 적외선 센서, 정밀 광학, 레이저 조준기 등.
►합금 소재: 베어링, 기어, 화학 배관, 케이블 피복 등의 강화제 및 부식 억제제.
►화학 소재: 폴리에스터 화합물 및 폴리에틸렌 테레프탈레이트의 안정제·촉매.
3. 안티몬 금속의 생산 및 가격
►제한된 생산: 2024년 중국의 안티몬 금속 생산량은 7만 2,000톤으로 전년 대비 10.3% 감소했으며, 원료 공급 부족으로 설비 가동률은 33%에 그쳤다. 2024년 수요는 9만 7,100톤으로, 태양광 시스템과 난연 소재의 확대가 주된 동인이며 안티몬 금속 수요를 증가시켰다.
►안티몬 수입의 큰 폭 증가: 세관 통계에 따르면 2024년 중국의 안티몬 광석 및 정광 수입량은 5만 1,080.2톤으로 전년 대비 46.0% 증가했다.
►가격 상승: 수급 불균형 심화가 가격을 끌어올렸다.
►발전 추세: A. 국가의 산업 규제 및 수출 통제 강화; B. 안티몬 자원 공급은 계속 타이트해질 가능성; C. 다운스트림 응용 수요의 지속적 강세; D. 기술이 가치사슬을 재편하며 응용 시나리오가 고부가(태양광, 군수, 배터리)로 이동; E. 2025년 안티몬 수급 격차 확대; F. 가격 추가 상승 가능; G. 안티몬 재활용 기술 개선으로 재활용률 상승.
4. 납산배터리에서의 안티몬 금속 적용
►적용 역사
a. 1859년 프랑스인 가스통 플랑테가 납산배터리를 발명했다(두 장의 납판을 묽은 황산에 담그면 전류가 발생).
b. 1881년 프랑스인 카미유 포르가 페이스트식 극판을 발명했다(납판에 산화납을 도포한 충전식 납산배터리).
c. 1882년 영국인 셀론이 납-안티몬 합금 그리드를 발명했다(안티몬 5%~7% 함유로 극판 강도, 전도성, 수명 향상).
d. 1950~1970년대: 납-안티몬-비소 합금(안티몬 3%~5% 함유로 수분 손실 및 자가방전 문제 개선).
e. 1980~1990년대: 납-안티몬-비소-주석 합금(안티몬 1.5%~2% 함유로 수분 손실, 내부저항, 자가방전 문제 개선).
f. 1990년대 이후: 밸브조절식 배터리 적용(납-안티몬 합금 그리드를 점진적으로 대체); 납-안티몬-비소-주석-구리-셀레늄(황) 합금(안티몬 0.5%~1% 함유로 수분 손실, 자가방전, 부식 문제 개선).
►현재 적용 현황
a. 납-안티몬 그리드: 개방형 배터리 그리드(자동차·농용차 시동용 배터리, 지게차 구동 배터리, 전동 삼륜차 동력 배터리, 오토바이 시동용 배터리).
b. 납 부품 적용: 단자 기둥, 단자, 버스바, 연결 스트립.
c. 납-칼슘 그리드 극판: 삼산화안티몬(양극 활물질 첨가제로서 딥사이클 극판의 패시베이션 문제, 즉 극판의 ‘무안티몬 효과’ 해결).
►사용량
a. 안티몬 잉곳: 연간 약 1만 톤;
b. 삼산화안티몬: 연간 약 2,000톤.
►향후 사용 추세
a. 안티몬 잉곳 사용량은 점차 감소(지게차 배터리와 전동 삼륜차 배터리가 리튬이온배터리 및 나트륨이온배터리로 점차 대체).
b. 삼산화안티몬 사용량은 대체로 변동이 없을 전망.
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