2차 전지 핵심소재 특성 및 관련주 소개

 오늘은 최근 글로벌 시장에서 가장 핫한 섹터인 2차 전지 섹터의 핵심 소재와 국내 생산 기업에 대해 소개해드릴까 합니다. 막연하게 주변에서 EV 시장이 커지니 전기차 관련 기업을 사는 게 좋다고 무작정 아무거나 사시면 아주 큰 후회를 하시게 될지도 모릅니다. 제 글을 읽으시는 모든 분들이 2차 전지 핵심 소재들에 관한 특성, 역할, 시장규모, 경쟁상황 등을 충분히 분석하고 매수 결정을 하시길 바라는 마음에서 본 글을 작성하게 되었습니다. 

 

리튬이온 배터리

현재 EV용 배터리는 대부분 리튬이온 배터리를 채택하고 있습니다. 액체 전해질을 사용하는 리튬이온 배터리는 충방전의 반복이 가능하며 가볍고 우수한 전압 특성 장점을 가지고 있고 작동원리는 리튬이온이 +극(양극), -극(음극)으로 분리된 양극을 전해질을 통과하며 충전 또는 방전이 됩니다.

 

따라서 2차 전지의 핵심 소재는 양극재, 음극재, 분리막, 전해액이 되는 것입니다. 그렇다면 4가지 핵심 소재 중 가장 중요한 소재는 무엇일까요? 바로 양극재입니다.

 

양극재

 양극재는 2차 전지의 핵심 소재중 가장 중요한 역할을 하고 있어 가격도 가장 높은 소재입니다. 평균적으로 완성된 2차 전지의 재료비중 양극재가 차지하는 비율은 50%가 넘습니다. 그렇다면 왜 양극재가 핵심소재이며 가격도 가장 비싼 걸까요?

 

 그것은 에너지 밀도의 중요성 때문입니다. 전기차의 주행 거리 및 출력은 배터리의 에너지 밀도에 의해 결정되는데 에너지 밀도를 결정하는 것이 바로 양극재입니다. 배터리의 에너지 밀도는 양극과 음극 사이의 전위차에 의해 결정되는데 전위차를 높이려면 양극의 전압을 높이거나 음극의 전압을 낮춰야 합니다. 하지만 음극재의 경우 전압을 0V 이하로 낮추는 것이 거의 불가능에 가깝기 때문에 양극재의 전압을 높여주는 방향으로 연구가 진행되었고, 그렇게 양극재는 배터리의 성능을 결정하는 핵심 소재가 된 것입니다.

 

양극재는 니켈, 코발트, 망간, 알루미늄 등의 원재료를 적절한 비율로 섞어 만들게 되는데 니켈의 비중이 높을수록 에너지 밀도가 높아지는 특성이 있어 니켈의 비중을 80%까지 끌어올린 하이니 켈 양극재를 최선호하고 있습니다. 하이니켈 양극재는 높은 기술력을 요구하고 가격도 비싸 한국에서 주로 생산하고 있으며 중국에서는 가격이 싸고 저렴한 LFP계 양극재를 주로 생산하고 있습니다.

 

하이니켈 양극재 생산 국내 기업으로는 에코프로 비엠, 엘앤에프, 포스코 케미컬이 있습니다.

에코프로비엠 주가 전망 및 2분기 실적 분석(목표 주가)

엘앤에프 주가 전망 및 2분기 실적 분석(배당, 목표 주가)

포스코케미칼 주가 전망 및 2분기 실적 분석(배당, 목표 주가)

 

음극재

 음극재는 EV용 배터리 재료비에서 약 14% 밖에 차지하지 않는 저부가가치 소재입니다. 음극재의 기능은 양극재와 달리 단순하며 충전 시 리튬이온을 저장하고 배터리 수명과 충전 속도에 일부 관여합니다. 음극재의 성능을 높이기 위해서는 구조적으로 안전성을 갖추고 화학 반응도가 낮은 흑연을 주로 사용하는데, 흑연의 경우 용량의 한계가 분명하다는 단점이 있습니다. 이런 용량 단점을 보완하기 위해 2,500도 이상의 열처리를 통해 만든 인조흑연이 있지만 가격이 비싸다는 단점이 있습니다. 그럼에도 불구하고 인조 흑연의 비중은 급속도로 확대되고 있으며, 전 세계 흑연의 80%가 매장되어 있는 중국에서 음극재 시장을 반 독점하다시피 압도적인 점유율을 유지하고 있습니다.

 

국내 기업으로는 세계 음극재 시장 점유율 8%를 확보하고 있는 포스코 케미컬이 있으며 상위권에는 BTR(17%), Zichen(12%), Shanshan(12%), Kaijin(10%) 등 중국기업이 다수 포진되어 있습니다.

 

인조흑연의 뒤를 이을 차세대 음극재는 실리콘 음극재가 가장 유력하며 생산 예정 기업으로는 대주전자재료, 한솔 케미컬 등이 있습니다. (아래 기업들에 대한 2분기 실적 분석은 아직 완료되지 않았으나 조만간 업로드 에정입니다.)

한솔케미칼 주가 전망 및 분석(배당, 목표 주가)

대주전자재료 주가 전망 및 분석(목표 주가 포함)

 

분리막

분리막은 배터리의 안정성을 위한 핵심 소재로서  EV용 배터리 재료비에서 약 16%를 차지하고 있습니다. 분리막의 기능은 양극과 음극의 물리적 접촉을 차단하여 내부 단락(쇼트)에 의한 폭발사고를 방지하며 배터리 용량 및 고속 충전 등에 관여합니다. 분리막의 품질이 좋지 않아 내부 단락이 된 경우 저항이 낮아짐에 따라 전류의 양은 급격하게 증가하고 이는 화재, 폭발 등의 사고로 이어질 가능성이 매우 높아집니다. 

 

분리막은 기능에 맞게 절연 특성이 좋은 폴리에틸렌(PE), 폴리프로필렌(PP)등이 사용되며 건식과 습식 분리막으로 구분되는데 습식 분리막이 기공 크기가 균일하고 튼튼하며 막막화에 유리해 EV용으로는 주로 습식 분리막을 채택하고 있습니다. 주요 경쟁국가로는 한국, 일본, 중국이 있으며 한국과 일본은 최고급형 하이엔드 제품을, 중국은 중저가형 제품을 대량 생산하고 있으며 대표적인 국내 기업으로는 SK 아이 이테크 놀로지가 있습니다.

 

최근 테슬라, 현대차 등 글로벌 완성차 기업의 전기차에서 화재가 발생하는 사고 등이 이슈가 되며 분리막의 중요도는 점점 커지고 있어 일본과 한국 기업의 수혜가 예상되고 있지만 중국발 저품질 물량 공세로 인해 판가가 많이 하락한 상황입니다.

 

SK아이이테크놀로지 주가 전망 및 2분기 실적 분석(목표 주가)

 

전해액

전해액은 이온의 이동을 원활하게 해주는 매개채 역할을 하는 2차 전지 핵심 소재인데 분리막과 마찬가지로 중국 기업들의 점유율이 압도적인 상황입니다. 중국기업들은 로우 엔드 시장을 겨냥한 저품질 전해액을 정부지원에 힘입어 시장에 대량 공급하고 있으며 일본은 하이 엔드 시장을 겨냥한 초고품질 전해액을 생산하며 공급하고 있습니다. 전해액 사업 부문에 있어 한국의 입지는 매우 애매하며 난처한 상황입니다. 로우엔드 시장에서 중국의 무제한 공급에 맞서 이길 가능성은 0%이며 하이엔드 시장에서 일본의 높은 기술력과 글로벌 특허권과 맞서는 것 역시 불확실성이 매우 높습니다.

 

단순하게 정리해보면 중국의 저가 물량 공세를 이겨낼 가격 경쟁력이 없으며, 일본의 고품질에 맞설 기술력이 부재한 상황입니다.

 

국내 전해액 상장 기업으로는 솔브레인, 동화기업, 후성, 천보 등이 있습니다. 관련 기업들에 대한 2분기 실적 분석이 완료되지 않아 따로 링크는 걸어놓지 않았으나 필요하신 분들은 이전 1분기 분석을 찾아보시고, 조만간 2분기 실적 분석이 완료되는 대로 업로드할 예정입니다.

 

LG에너지솔루션 주가 전망 및 2분기 실적 분석(목표 주가)

삼성SDI 주가 전망 및 2분기 실적 분석(배당, 목표 주가)

SK이노베이션 주가 전망 및 2분기 실적 분석(배당, 목표 주가)