양극 재 전구체 | 양극재 전구체 Precursor 의미, 제조방법? 빠른 답변

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양극재 제조의 핵심, 전구체 – 배터리인사이드 | BATTERY INSIDE

기본적으로 리튬 산화물이 필요하고, 여기에 다른 금속 물질을 더해 여러 가지 조합의 양극재를 만들 수 있죠. 주로 니켈, 코발트, 망가니즈 등이 사용 …

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Date Published: 3/30/2021

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배터리 양극재 원가 70%는 이것?..’전구체’ 내재화 나선 소재사들

에코프로비엠도 관계사인 에코프로지이엠을 설립해 전구체를 공급받고 있다. 전구체는 배터리 성능을 좌우하는 양극재를 만드는데 필요한 핵심재료다.

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Date Published: 9/6/2021

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[대한민국 희망프로젝트]<703>전구체 – 전자신문

양극재 주원료인 전구체는 희귀 금속인 니켈(Ni)·코발트(Co)·망간(Mn), 알루미늄(Al) 등을 원재료로 합니다. 전구체는 입자크기에 따라 대립경과 소립경 …

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Source: www.etnews.com

Date Published: 12/28/2022

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전구체 – 해시넷 위키

전구체는 2차전지 4대 소재인 양극재의 주요 원료이다. 양극재는 2차전지 제조 단가 30% 이상 차지하는 핵심 소재로 2차전지 에너지 밀도를 올리는 역할을 …

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Date Published: 12/14/2021

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국내 양극재 업체들 전구체 증설 투자 활발 – 디일렉

전구체는 배터리의 핵심 소재 중 하나인 양극재를 만드는 재료다. 양극재는 배터리 원가의 40%, 전구체는 양극재 재료비의 80%를 차지한다. 양극재는 …

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Source: www.thelec.kr

Date Published: 8/14/2022

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`전기차 양극재` 수직계열화…코스모 국내 첫 성공 – 매일경제

전구체는 배터리의 핵심 소재인 양극재를 만드는 재료다. 양극재는 배터리 4대 소재 원가의 40%, 전구체는 양극재 재료비의 70%를 차지한다. 양극재는 …

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Date Published: 10/21/2021

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[2회] 리튬이온전지 양극재 기술 및 시장동향

리튬이온전지 양극재(Cathode Material)는 LCO(LiCoO2)를 사용하. 여 ’91년 상용화된 이래, … 많이 사용되고 있는 층상구조 양극재는 Ni, Co 등의 금속 전구체.

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Date Published: 11/26/2021

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양극재 전구체 precursor 의미, 제조방법?
양극재 전구체 precursor 의미, 제조방법?

주제에 대한 기사 평가 양극 재 전구체

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  • Date Published: 2021. 7. 18.
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양극재 제조의 핵심, 전구체 – 배터리인사이드

전구체, 어떻게 만들까?

전구체를 제조하는 방법 중 가장 많이 쓰이는 건 ‘공침법’인데요. ‘공침’이란 어떤 물질이 침전할 때 다른 물질을 함께 침전시키는 현상을 말하는데, 이 말 뜻대로 여러 가지 서로 다른 이온들을 수용액 혹은 비수용액에서 ‘함께 가라앉히는’ 방법입니다.

NCM 전구체 제조과정을 예로 들면, 우선 니켈, 코발트, 망가니즈 금속을 용해해 금속 용액을 만듭니다. 이 용액에 착화제, pH 조정제 등을 혼합 및 교반하면 반응과 응집이 이뤄지면서 침전을 하게 되는데요. 이렇게 침전된 물질을 세척하고 건조시키면 전구체가 완성됩니다.

배터리 양극재 원가 70%는 이것?..’전구체’ 내재화 나선 소재사들

[파이낸셜뉴스]글로벌 전기차 시장의 경쟁이 본격화되면서 배터리 양극재 제조 업체들이 ‘전구체’ 내재화에 나섰다. 전구체는 배터리 성능을 좌우하는 양극재를 만드는 소재다. 양극재 원가에서 차지하는 비중이 70%에 달하지만, 중국 수입 비중이 높은 탓에 안정적인 수급에 차질이 발생할 수도 있다는 우려 때문이다. 또 그동안 중국이 주도해온 리튬인산철(LFP) 배터리 제조에도 나설 조짐을 보이고 있다.245 배터리 업계에 따르면 국내 양극재 제조 업체인 코스모신소재가 전구체 사업 추진을 검토 중이다. 올해 안에 최종 결정을 내릴 전망이다. LG화학은 중국화유코발트와 세운 합작법인을 통해 지난 2020년부터 전구체 생산 상업 가동에 돌입했다. 포스코케미칼은 전구체 전체 필요분량의 70%를 내재화하고, 2030년까지 28만t 생산능력을 확보한다는 목표를 세웠다. 에코프로비엠도 관계사인 에코프로지이엠을 설립해 전구체를 공급받고 있다.전구체는 배터리 성능을 좌우하는 양극재를 만드는데 필요한 핵심재료다. 니켈, 코발트, 망간 등을 적정 비율로 배합해 만든다. 여기에 리튬을 섞으면 양극재가 완성된다. 양극재 재료비의 70%는 전구체가 차지한다.국내 배터리 업계는 양극재·음극재·전해질·분리막 등 4대 핵심소재를 내재화하기 위해 힘써왔지만, 그간 전구체에 대한 관심은 크지 않았다. 생산 기술을 확보하는 데는 문제는 없지만, 인건비, 가격 등을 고려하면 큰 이득이 남지 않아서다. 하지만 지난 2019년 일본 수출 규제를 겪으면서 위기감을 느낀 국내 업체들이 전구체를 직접 확보하려는 노력에 나선 것이다.중국 전기차 시장이 공급되는 전구체를 모두 흡수해 수급에 문제가 발생할 수도 있다는 우려도 컸다. 중국은 세계 3대 전기차 시장인데다가, 당국이 전기차 산업에 파격적인 지원을 내놓고 있다. 무역협회에 따르면 올해 상반기 한국 업체들이 수입한 ‘니켈·코발트·망간(NCM) 전구체’ 8만7910t 중 중국산이 92.1%(8만998t)를 차지했다.전구체를 구성하는 니켈, 코발트 등 원료 수급도 문제다.광산 확보가 필요한 탓에 국내 업체가 직접 수급하기엔 어려움이 크다. 현재 국내 전구체 수요 대비 생산량은 30%에 불과한 것으로 파악된다. 배터리업계 관계자는 “(전구체가) 중요하지만 부가가치가 크지 않아 직접 제조하는 경우는 많지 않았다”면서도 “배터리 시장 확대에 따라 전구체의 안정적인 수급의 한 방편으로 내재화에 힘쓰고 있다”고 설명했다.

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[대한민국 희망프로젝트]<703>전구체

최근 이차전지가 전기자동차 시장을 뜨겁게 달구고 있습니다. 충전을 통해 여러 번 사용할 수 있는 것이 이차전지의 기본 개념입니다. 이 같은 이차전지가 전기차에 탑재되면서 차량 보급이 확대되고 전기차 시대가 활짝 열리고 있습니다. 특히 이차전지는 올해를 기점으로 전기차 탑재가 폭발적으로 늘어날 것으로 예상됩니다. 이러한 이차전지는 핵심 소재인 양극재를 통해 에너지 밀도를 올리는데요. 양극재 주원료인 전구체가 이차전지 성능 강화에 중요한 역할을 하는데 전구체가 무엇인지 엘앤에프, 에코프로비엠, 포스코케미칼, 코스모신소재가 중국산 전구체를 국산화할 수 있을지 알아보겠습니다.

Q:전구체가 어떤 건가요?

A:전구체는 이차전지 4대 소재인 양극재 주요 원료입니다. 양극재는 이차전지 제조 단가 30% 이상 차지하는 핵심 소재로 이차전지 에너지 밀도를 올리는 역할을 합니다. 양극재 주원료인 전구체는 희귀 금속인 니켈(Ni)·코발트(Co)·망간(Mn), 알루미늄(Al) 등을 원재료로 합니다.

전구체는 입자크기에 따라 대립경과 소립경으로 분류됩니다. 입자크기가 큰 대립경은 원래 중국 생산 비중이 높은데요. 중국은 니켈, 코발트 등 세계적 에너지 자원 대국으로 전구체와 양극재, 배터리 완제품까지 이어지는 생산체계를 구축했습니다. 우리나라는 중국으로부터 전구체를 대부분 수입하고 있어 국산화가 시급하다는 지적도 있습니다.

Q:전구체 중국에서 공급받는 규모가 얼마나 되나요.

A:중국은 양극재 제조에 필요한 전구체와 리튬까지 전부 보유하고 있습니다. 이에 따라 고순도 전구체 제조가 가능한 건데요. 관세청 수출입 무역통계를 살펴봐도 우리나라가 매년 중국에서 대규모 전구체를 공급받고 있다는 것을 파악할 수 있습니다. 실제로 무역통계에 따르면 지난해 우리나라에 세계적으로 11만970톤의 전구체가 수입됐습니다. 이 가운데 중국 물량이 10만1097톤을 차지했습니다. 사실상 90% 이상이 중국산이라는 얘기인데요. 올해 전구체 공급 규모는 더욱 늘어날 수 있을 것으로 예측되고 있습니다. 코로나19 여파가 지난해 하반기부터 상대적으로 누그러지면서 전구체 공급 규모가 점차 늘고 있다는 것이 업계 설명입니다.

Q:전구체는 그럼 국산화 방법은 없는 건가요.

A:네. 가능합니다. 소립경 전구체는 입자 크기가 5마이크로미터(㎛) 이하 단위로 양극재 성능을 강화하기 위해 입자 크기가 작아야 합니다. 입자 크기가 작을수록 양극재가 고유의 성능인 배터리 에너지 밀도를 높일 수 있는데요. 특히 전기차용 배터리 주요 기능은 운행 거리와 안전성 강화입니다. 에너지 밀도를 올리고 폭발 위험으로부터 안전성을 높이기 위해 고순도 소립경 전구체 기술이 주로 개발되고 있습니다.

전구체는 이차전지가 장착되는 차량에 따라 요구되는 품질과 성능이 각각 다릅니다. 출력과 용량, 수명이 차별화된다는 것입니다. 이에 양극재도 차별화되는데 대립경과 소립경을 혼합하는 비율도 달라집니다. 우리나라는 소립경 제조 기술을 바탕으로 엘앤에프, 에코프로비엠, 포스코케미칼, 코스모신소재 등 대표 양극재 기업들이 전구체 내재화를 선언했습니다.

중국으로부터 전구체 공급량을 서서히 줄이려는 것입니다. 에코프로비엠은 전구체 판매 조직을 만들었습니다. 영업조직 규모가 양극재 조직과 맞먹을 정도로 알려졌습니다. 소립경 입자 크기를 줄여 니켈 함량을 높여 양극재 고밀도를 낼 수 있도록 하는 기술 개발도 이뤄지고 있습니다. 엘앤에프가 전구체 생산 능력을 확대하고 있습니다. 코스모신소재는 울산에 전구체 생산 공장을 건설하고 있습니다. 포스코케미칼도 광양 등 전구체 생산 공장을 증설할 예정입니다. 이를 통해 중국산 전구체 생산 비중도 서서히 줄어들 것으로 기대됩니다.

Q:전기차 배터리 시장에서 전구체 자체 생산을 통해 고밀도 양극재가 만들어지는데, 세계 전구체 생산 기술이 궁급합니다.

A:전구체가 없으면 배터리용 양극재를 생산할 수 없습니다. 입자 크기를 줄이면서 전구체 내 니켈 함량을 올리고 코발트 함량을 줄이는 방식으로 기술 개발이 이뤄지고 있습니다. 니켈 함량을 계속해 끌어올리고 코발트를 사용하지 않기 위한 노력을 기울이고 있습니다. 코발트는 워낙 고가의 가격 때문에 배터리에 사용하지 않아야 하는데요. LG에너지솔루션, 파나소닉 등 이르면 2023년 코발트 프리 전구체를 이용한 양극재 제품을 출시할 예정입니다. 전구체 배터리 적용 확대를 위해 양극재 전문 업체들과 협력도 강화해 나갈 것입니다. LG에너지솔루션을 비롯해 삼성SDI, SK이노베이션 등 K-배터리 3사는 환경·사회·지배구조(ESG)에 대한 책임 의식과 경쟁력을 강화하고 있습니다. 삼성SDI는 최근 ESG 경영 일환으로 심해저 광물 채굴을 통한 배터리 관련 소재를 사용하지 않겠다고 선언했습니다. BMW, 볼보, 구글 등 글로벌 기업들과 손잡고 ESG 경영에 박차를 가하겠다는 방침입니다.

김지웅기자 [email protected]

주최:전자신문 후원:교육부·한국교육학술정보원

◇’전기차사용자가 전해주는 전기차 이야기’ 김성태·김재진·심언 지음, 다독임북스 펴냄

전기차를 타봤던 일반인이 사용자 관점에서 전기차에 대한 모든 것을 담은 신간을 내놨다. 김성태·김재진·심언이 저작한 ‘전기차사용자가 전해주는 전기차 이야기’에서 본인의 전기차 경험담과 이들이 직접 만난 전기차 사용자 이야기를 인터뷰 방식으로 엮었다. 이 책은 대기오염물질 감소 등 환경보호 영역을 넘어 우리 일상생활과 가장 밀접한 운송수단인 자동차의 패러다임을 완전히 바꾼 전기차에 대해 초보자도 이해하기 쉽게 설명한다. 전국 곳곳에서 전기차를 직접 타보지 않고서는 알 수 없는 전기차의 모든 것을 종합해 소개했다.

◇’그린 비즈니스 전기차와 이차전지’ 김송호 지음, 비피기술거래 펴냄

전 세계에서 생산되는 원유 7∼8%가 화학 원료로 이용되며 나머지는 가솔린, 디젤유, 난방유 형태로 직접 연소된다. 우리나라에서도 에너지 20%가 수송 분야에 소비된다. 수송 분야란 각종 자동차, 선박, 비행기 등을 말한다. 화석 연료 고갈에 대비하고 친환경 조건을 만들기 위해선 가솔린, 디젤유를 가장 많이 소비하는 수송 수단용 에너지를 신재생 에너지로 대체해야 한다는 결론이 나온다. 이러한 필요성 때문에 세계적으로 수송 수단용 대체에너지 개발에 심혈을 기울이고 있다. 또 미국 등 선진국을 중심으로 친환경 자동차, 그린카 개발을 촉진하기 위한 환경 규제도 점점 심해지는 추세다. 책은 전기차, 하이브리드차, 연료전지차, 이차전지 산업 현황과 과제를 살펴본다.

국내 양극재 업체들 전구체 증설 투자 활발

배터리 핵심 소재로 꾸준한 수요 증가 예정

높은 중국 의존도는 극복해야 할 문제

배터리 핵심소재 가운데 하나인 양극재. 양극재는 수산화리튬과 전구체 등을 섞어서 만든다

국내 양극재 업체들의 프리커서(전구체) 공장 증설이 활발하다. 포스코케미칼과 에코프로비엠은 중국 업체와 합작사를 설립해 전구체를 조달한다. 코스모신소재와 LG화학은 울산에 전구체 공장을 짓기로 했다.

가장 최근에 전구체 투자를 발표한 기업은 포스코케미칼이다. 이 회사는 지난달 25일 중국 화유코발트와 설립한 합작사인 철강화포(浙江華浦)에 1040억원을 투자해 5000톤(t)의 생산 규모를 3만5000톤으로 늘린다고 밝혔다.

에코프로비엠은 중국 GEM과의 합작사 에코프로GEM을 통해 중국에서 니켈·코발트·알루미늄(NCA), 니켈·코발트·망간(NCM) 전구체 17만6000톤을 공급받는다. 이에 더해 포항에 2공장을 건설하고 내년 2분기 양산에 들어간다. 중국에서는 2024년까지 4만8000톤 규모 전구체를 생산할 계획이다.

LG화학은 고려아연과 전구체 합작사 설립을 위한 양해각서(MOU)를 체결했다. 이르면 연내 합작사를 설립해 내년부터 시설 투자가 이뤄질 전망이다. 구체적인 내용은 밝혀지지 않았지만, 고려아연 공장이 있는 울산에 투자가 이뤄질 것으로 예상된다.

코스모신소재는 지난해 삼성SDI의 자회사 에스티엠(STM)이 보유한 2400톤 규모의 울산 전구체 생산라인을 매입했다. 회사는 이 공장을 6000톤 규모로 늘릴 계획이다.

이처럼 배터리 소재 업체들은 앞다퉈 시설을 확장하고 있다. 급증하는 배터리 수요를 맞추기 위해서다. 전구체는 배터리의 핵심 소재 중 하나인 양극재를 만드는 재료다. 양극재는 배터리 원가의 40%, 전구체는 양극재 재료비의 80%를 차지한다. 양극재는 배터리 생산에 있어 가장 많은 비중을 차지하는 만큼 배터리 분야가 성장하서 가장 큰 수혜를 받은 분야로 꼽힌다.

다만 높은 해외 의존도는 걸림돌로 작용할 수 있다는 지적도 있다. 시장조사업체 QY리서치는 올해 1~5월 기준 국내 전구체 자급률은 23%에 달할 것으로 전망했다. 나머지 77%는 해외에서 수입한다.

게다가 해외에서 수입하는 전구체의 대부분은 중국산이다. 한국무역협회에 의하면 올해 1~2월 한국 업체들이 수입한 NCM 전구체 중 중국산이 92.2%를 차지했다.

전구체의 국내 자급률을 높여야 한다는 목소리가 꾸준히 나오고 있지만 쉬운 일은 아니다. 국내 공장 설립은 꾸준히 진행되고 있지만 그에 비례해 양극재 수요도 함께 오르고 있기 떄문이다. 국내 캐파가 늘어나고는 있지만, 증가하는 배터리 시장 규모를 따라잡지 못하고 있다.

QY리서치 윤성빈 대표는 “국내 전극제 생산율이 올해 조금이라도 증가한 이유는 국내 소재 업체들이 설비 증설에 나섰기 때문”이라며 “전구체 수입 의존도는 당분간 지속할 것”이라 말했다.

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‘전기차 양극재’ 수직계열화…코스모 국내 첫 성공

코스모신소재가 2차전지 양극재 핵심 소재인 전구체를 국산화하며 양극재 밸류체인(가치사슬) 수직계열화에 국내 최초로 성공했다. 2024년까지 순차적인 증설을 통해 연간 1만t 수준의 전구체를 생산한다는 계획이다. 모기업인 코스모화학이 원광과 폐배터리에서 전구체 원료인 니켈과 코발트를 추출하면 코스모신소재가 이를 소성(열처리)해 전구체와 양극재를 만든다. 황산코발트→전구체→양극재→폐배터리 사업으로 이뤄지는 양극재 가치사슬을 내재화한 것은 국내에서 코스모그룹이 처음이다.홍동환 코스모신소재 대표(사진)는 최근 매일경제와의 인터뷰에서 “양극재의 선행물질인 전구체 내재화를 위해 파일럿라인(시범생산설비) 가동을 시작했다”며 “그동안 중국에만 의존해왔던 전구체를 직접 우리만의 노하우로 국산화한 것이어서 의미가 남다르다”고 전했다. 코스모신소재는 충북 충주 공장에서 2차전지용 양극재를 만들고 있다. 현재 3만t 수준인 양극재 생산능력을 내년까지 7만t 규모로 끌어올릴 계획이다. 여기에 필요한 전구체의 30%가량을 자체 조달한다.전구체는 배터리의 핵심 소재인 양극재를 만드는 재료다. 양극재는 배터리 4대 소재 원가의 40%, 전구체는 양극재 재료비의 70%를 차지한다. 양극재는 전구체와 리튬화합물을 약 1대1로 섞어 생산한다. 전구체를 만들기 위해서는 코발트, 니켈, 망간이 필요하다. 우리나라는 전구체 생산능력이 거의 없고 대부분을 중국 수입에 의존하고 있다. 전구체를 자체 생산하게 되면 원재료 수급 안정화와 수익성 개선을 노릴 수 있다.전구체 핵심 원료인 황산코발트는 같은 그룹사인 코스모화학이 국내에서 유일하게 생산하고 있다. 홍 대표는 “스크랩(파쇄 폐기물)과 폐배터리에서 광물을 추출하는 것보다 광산과 원광석 등 원소재로부터 제련·정련하는 기술의 난도가 훨씬 높은데, 두 기술을 모두 확보한 곳은 국내에서 코스모그룹이 유일하다”며 “2차전지의 안전성 확보에 중요한 품질 균일성을 갖출 수 있을 뿐 아니라 원가 경쟁력도 더 있다”고 강조했다. 생산된 전구체는 전기차에 주로 쓰이는 NCM(니켈·코발트·망간) 양극재에 사용될 계획이다.업계 선두 주자인 에코프로비엠과 엘앤에프에 비하면 코스모신소재는 후발 주자다. 2018년까지 노트북과 스마트폰 등 정보기술(IT) 기기용 배터리 소재인 리튬코발트산화물(LCO) 양극재가 주력이었다. 뒤늦게 전기차(EV)와 에너지저장장치(ESS)용 배터리의 주요 소재인 NCM 양극재로 사업을 확대했다. 최근 들어서는 전기차용 배터리 양극재 공급 물량이 크게 늘었다. 하이니켈계 양극재에 대한 일부 고객사의 제품을 생산하고 있으며 해외 배터리업체에서도 문의가 이어지고 있다. 업계에서는 향후 공급 물량이 더 늘어날 것으로 보고 있다.차세대 전고체 배터리의 핵심 소재인 ‘단결정 양극재’ 개발에도 속도를 내고 있다. 단결정 양극재는 현재 시장에서 주류인 다결정 양극재의 내구성 단점을 보완한 차세대 배터리 소재다.홍 대표는 “고객사와 단결정 양극재 공동 개발을 진행하고 있으며 올해 양산을 목표로 하고 있다”면서 “전고체 전지용 양극재 공동 개발도 추진하고 있다”고 전했다. 전고체 배터리에 사용되는 리튬망간니켈산화물(LMNO) 양극재는 가격 경쟁력과 안전성에서 우위를 갖춰 중국의 리튬인산철 배터리에 대응할 수 있는 양극재로 꼽힌다. 코스모신소재는 이르면 올해 개발을 완료해 내년부터 양산에 나설 계획이다.미국 진출도 검토하고 있다. 현지에 공장을 건설하고 NCM811(니켈·코발트·망간 비율 8대1대1) 양극재를 생산하는 방안이 유력하다. 홍 대표는 “소재 업체 입장에서는 생산능력을 늘리는 것 못지않게 어떤 소재를 선택하느냐도 중요하다”며 “LMNO 양극재 등 후발 주자로서 점유율을 늘릴 수 있는 분야에 집중할 계획”이라고 말했다.최근 화두로 떠오른 리튬 등 원자재 수급 확보에도 코스모신소재는 한발 앞서고 있다. 2017년 중국 양극재 업체인 산둥뉴파우더와 합작법인(JV)을 세운 게 대표적이다. 홍 대표는 “이 회사가 지난해 아르헨티나 리튬 광산에 투자를 했다”며 “2025년부터 리튬이 생산되면 우리한테도 공급이 시작될 것”이라고 말했다.[양연호 기자][ⓒ 매일경제 & mk.co.kr, 무단전재 및 재배포 금지]

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