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주식/전기차, 2차전지산업 이해

(전기차, 2차전자 산업 이해) 2차 전지 4대 소재

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삼프로TV '업종 기초교육과 실전 투자 전략' 2차전지 기초'를 듣고 요약한 내용입니다.(아래 링크 참고)

 

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2차 전지를 뜯어보면 크게 양극재, 음극재, 전해액, 분리막 4개 부분으로 나누어져 있습니다. 

 

그림출처 :  LG케미토피아(LG화학 공식블로그)

 

가장 먼저 양극재입니다. 종류는 크게 NCA, NCM, LFP, LCO 4가지가 있으며 각각의 특성을 요약해 보겠습니다.

 ○ NCA

    - 니켈(Ni), 코발트(Co), 알루미늄(Al)로 구성

    - 대표 회사 : 에코프로비엠

    - 생산하는 업체가 별로 없으며 진입장벽이 존재함

  NCM

    - 니켈(Ni), 코발트(Co), 망간(Mn)으로 구성

    - 대표 회사 : 에코프로비엠, 포스코케미칼, 엘앤에프, 코스모신소재 등

    - 뒤에 숫자가 따라붙는데 숫자는 비율을 의미함

      ex) NCM523 : 니켈 50%, 코발트 20%, 망간 30%

      ex) NCM622 : 니켈 60%, 코발트 20%, 망간 20%

      ex) NCM811 : 니켈 80%, 코발트 10%, 망간 10%

 ○ LFP

    - 리튬, 철, 인산으로 구성

    - 대표 회사 : 국내에는 없으며 중국에서 많이 사용

    - 가장 만들기 쉬운 만큼 가격이 저렴하고 기술장벽이 낮음

    - 안전하고 가격 경쟁력이 있으나 무겁기 때문에 주행거리 떨어짐

    - 원래 저가 전기차에 들어가는 배터리인 만큼 큰 관심은 없었으나,

    - 최근 테슬라에서 저가자동차에 도입할 수 있다는 의사를 밝힘

 ○ LCO

    - 리튬, 코발트로 구성

    - 스마트폰에서 많이 쓰이며 EV(전기차)에서는 거의 안 쓰임

 

양극재 관련 회사들의 실적 추정을 하기 위해서는 보통 이렇게 하면 됩니다.

 ○ 2차 전지 1Kwh당 2kg 정도가 사용됨

 ○ 1kg당 26$ 정도로 계산하면 되며 최근에는 점점 내려가는 추세

   ex) 10Gwh 규모의 공장일 경우 2만 톤의 양극재가 쓰임

        2만 톤 * 26$ = 매출실적 

 ○ LFP는 이것보다 절반 이상 저렴함

 

다음으로 음극재입니다. 종류는 크게 천연흑연과 인조흑연, 실리콘 첨가물이 있으며 각각의 특성을 요약해 보겠습니다.

 ○ 천연흑연

    - 인조 흑연 대비 에너지 용량이 높음

    - 1Kwh 당 1kg 정도 사용하며 kg당 5$ 정도로 계산

    - 국내에서는 포스코케미칼이 생산하며 중국기업들 다수 있음

    - 보통 인조흑연과 섞어서 쓰는 경우 다수

 ○ 인조흑연

    - 천연 흑연 대비 수명이 길다.

    - 1Kwh 당 1kg 정도 사용하며 kg당 10$ 정도로 계산

    - 포스코케미칼에서 생산 계획을 가지고 있다.

      (현재 포스코케미칼에서는 천연흑연만 생산 중)

    - 보통 천연흑연과 섞어서 쓰는 경우 다수

 ○ 실리콘첨가물

    - 양극에 비해 기술적 로드맵이 부족한 만큼 보완 필요

    - 보다 큰 에너지를 내게 하기 위해 특수첨가물(실리콘) 첨가

    - 대표 회사 : 대주전자재료 

    - 1Kwh 당 0.05kg 정도 사용하며 kg당 60$ 정도로 계산

    - 실리콘 첨가물의 비율은 점차 높아질 것으로 예상됨

 

실리콘 첨가물의 비율이 점차 높아질 것으로 예상되는 이유는 양극재와 음극재의 기술력 차이 때문입니다. 주행거리와 충전시간 등 개선을 위해 양극재는 하이니켈(Ni) 비중 높이면 어느 정도 됩니다. 하지만 하지만 음극재는 현재 개선을 위한 기술적 로드맵이 부족합니다. 양극의 힘이 세진다고 해도 음극이 그대로일 경우 배터리 성능은 개선되지 않습니다. 때문에  양극, 음극 간 용량 균형이 맞지 않을 수 있어 첨가물의 중요성이 대두되고 있습니다.

 

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이어서 분리막입니다. 특성은 다음과 같습니다.

□ 요구 조건

 ○ 안전성 : 내구성

 ○ 다공성 : 조그만 구멍들이 얼마나 촘촘히 구성되어 있는가

   - 리튬 이온이 쉽게 통과할 수 있도록 해야 함

   - 건식과 습식이 있으며 건식보다는 습식이 유리

□ 주요 생산업체

 ○ 일본업체(Toray, Ashai)의 기술적 우위

 ○ 국내에서는 SK이노베이션의 자회사인 SK아이테크가 있음

 ○ 일본에 상장된 W-Scope, 중국업체 등

□ 실적 추정방법

 ○ 1Kwh당 12㎡ 정도 필요

 ○ ㎡당 1$ 정도로 계산

 

마지막으로 전해액입니다. 특성은 다음과 같습니다.

□ 전해액은 염+용매+첨가제로 구성됨

 ○ 각각의 재료를 배합하여 만드는 방식으로 생산됨

 ○ 대표 생산업체 : 동화기업, 솔브레인, 엔켐(비상장 업체) 등 

   - 염 : 천보, 솔브레인, 후성 등

   - 첨가제 : 천보, 미츠비시 화학(일본), 센트럴글래스(일본) 등

    * 첨가제의 경우 기술 장벽이 매우 높음 

□ 실적 추정방법

 ○ 1Kwh당 1kg 정도 필요

 ○ kg당 10$ 정도로 계산

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