[오렌지맛 리포트] 리튬 이온 배터리 구성요소 - 리튬 외에 다른 전기차 테마주를 찾아보자 (이차 전지 전해액)

분석이유

모빌리티의 미래라고 할 수 있는 전기차의 핵심 부품은 바로 배터리이다. 

자동차의 기원을 살펴보면 초기에 오히려 전기차와 내연기관차가 함께 운용되던 시기가 있었다.

그러나 시간이 지나면서 내연기관은 비약적인 발전을 하였으나, 전기차의 핵심이라 할 수 있는 배터리가 무거운 납축전지에서 발전하지 못하였고

결국 자동차는 내연기관의 승리로 돌아갔다.

 

시대가 발전하면서 리튬 이온 배터리라는 가벼운 배터리가 개발되었고

이제 친환경 시대에 맞추어 리튬 이온 배터리를 이용한 전기차가 내연기관을 대체하려하고 있다.

 

시간이 갈 수록 리튬 이온 배터리의 수요는 늘어만 갈 것이다.

리튬 이온 배터리의 기본 구조는 다음과 같다.

 

리튬 이온 배터리의 구성 요소

출처: 삼성 SDI

 

리튬 이온 배터리의 4대 구성 요소

• 양극재 (양극 활물질)
• 음극재 (음극 활물질)
• 분리막
• 전해질

 

리튬이온배터리 소재의 원가 비중

 

출처: 하이투자증권

 

 

1. 양극재: 리튬 이온 배터리하면 항상 테마의 중심에 서는 리튬이 바로 여기에 들어간다.

LiMO2라고 하여, 리튬 + 금속(M) + 산소로 구성되어 있는 소재가 많이 사용되고,

금속(M)으로는 니켈(Ni) + 망간(Mn) + 코발트(Co) - NMC와 니켈(Ni) + 코발트(Co) + 알루미늄(Al) - NCA 가 많이 이용되고 있다. 시장 점유율은 NMC가 71%, NCA가 25%가량이라고 한다.

양극재가 리튬배터리 원가의 35~50% 가량 차지한다고 한다.

 

한국의 리튬 이온 배터리 양극재 시장 점유율

출처: 한국무엽협회 국제무역통상연구원 글로벌 공급망 분석 센터 (GVC 산업분석 TF 임지훈 연구원)

 

 

리튬 이온 배터리 주요 양극재 물질 종류별 구조 및 특성

출처: 하이투자증권

 

 

2. 음극재: 보통 탄소를 구성요소로 하는 물질 (흑연과 같은) 이 많이 사용된다.

차세대는 실리콘 음극활물질이나 아직 안정성은 확보되지 않음.

원가의 10% 정도 차지하고 있다.

 

3. 분리막: 다공성 폴리에틸렌 (PE) 혹은 폴리프로필렌 (PP) 필름

 

4. 전해질: 양극과 음극 사이에서 리튬 이온을 이동시키는 물질

차세대 제품으로 고체로 이루어진 전해질로 만든 전고체 배터리가 있으나

현재는 아직 액체 상태의 전해질을 대부분 사용한다.

 

전해질

오늘 이 글에서는 전해질에 중점을 두어보려고 한다.

 

배터리 전해질 시장은 2021년 43억원이었고, 2022년에 76억원, 2027년 168억원 정도 될것으로 생각된다고 한다.

배터리 전해질 시장은 납축전지에 사용되는 황산염 전해질이나 zinc-air 배터리에 사용되는 zinc 전해질 등으로 이루어져있으나 역시 가장 큰 부분을 차지하는 것은 lithium-ion segment라고 한다.

 

가장 흔하게 사용되는 전해질은 다음과 같다

• lithium hexafluorophosphate (LiPF6)
• lithium hexafluoroarsenate monohydrate (LiAsF6)
• lithium perchlorate (LiClO4)
• lithium tetrafluoroborate (LiBF4)
• lithium triflate (LiCF3SO3).

 

SNE research에서 내놓은 이 분야의 leading companies 목록이다

 

SNE research: Electrolyte leading companies

 

대부분의 기업이 중국이고, 2개의 일본 기업, 그리고 하나의 우리나라 기업이 있다.

 

2022년에 올라온 다른 레퍼런스에서는 우리나라 회사는 크게 3가지가 보인다.

엔켐: LG에너지솔루션, SK온

솔브레인: 삼성SDI, SK온

동화일렉: 삼성SDI, SK온

 

전해질첨가제 쪽으로는 후성, 천보가 특징적으로 보인다. 

 

 

전 세계 이차전지 및 이차전지 소재 관련한 심층 보고서는 KOTRA에 나와있어서 

각 잡고 읽으면 이차전지를 마스터할 수 있다.

https://dream.kotra.or.kr/kotranews/cms/indReport/actionIndReportDetail.do?pageNo=1&pagePerCnt=16&MENU_ID=280&CONTENTS_NO=1&pRptNo=13328&pHotClipTyName=DEEP&pStartDt=&pEndDt=&sSearchVal=&pRegnCd=&pNatCd=&pIdstrCate=

 

물론 워낙 방대해서 쉽지 않다.

 

전해질은 유통기간이 짧고 특수 용기가 필요하다. 또한 물류비를 절감하기 위해서는 2차 전지 회사 인근에서 공장을 가동해야하는 등 특수성이 있다. 또한 전해액을 생산하는데 독성 물질이 많이 나온다고 한다. 이때문에 신규 회사가 진입하기 어려워 새로운 경쟁 상대가 출현할 가능성이 높지 않다고 함. 한편 미국 인플레이션 감축법으로 인하여 중국 전해액 기업들 대신 우리나라 기업이 반사이익을 볼 가능성도 있는 상황이므로 현재 리튬 관련해서 쏠려있는 관심이 곧 전해액 기업으로 넘어올 가능성도 있을 것으로 보임. 

 

 

 

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* 최근 리튬 관련 수혜주였던 리튬플러스 하이드로리튬 기업에 대한 분석은 다음글로

https://ology.tistory.com/233

[오렌지맛 리포트] 리튬플러스 하이드로리튬 기업분석 - 리튬 관련주

 

 

 

** 전해액 관련주라고 할 수 있는 대한민국 3대 전해질 관련 기업에 대한 분석은 다음글로

https://ology.tistory.com/238

[오렌지맛 리포트] 동화일렉트로라이트 / 솔브레인 : 3대 전해액 기업 - 리튬 이온 배터리 전해질

https://ology.tistory.com/240

[오렌지맛 리포트] 엔켐 (ENCHEM) : 3대 전해액 기업 - 리튬 이온 배터리 전해질 전해액 관련주 (전