차세대 2차전지 (전고체전지, 소재/공정 개선) 대표 기업들, 삼성 SDI - 현대차의 콜라보레이션?

안녕하세요. 긍정왕수전노입니다.

요즘 회사 업무때문에 2차 전지라고 하는 리튬이온 배터리에 대해 공부를 하고 있는데요.

리튬이온 전지가 뭔지 일단 쉽게 짚어보고 가시죠~

간단히 말해 "전자"라는 놈이 양극과 음극을 왔다 갔다 하면서 "전기"를 발생시키는 구조인데요.

충전을 하면 전자는 음극쪽으로 이동해 있다가 방전시(배터리 에너지 사용시)에는 전자가 양극으로 이동하면서 전기를 냅니다.

 

리튬이온 배터리의 자세한 구조를 보시지요.

아래배터리는 파우치Cell의 형태에 가깝군요!

간단히 참고하고.... 가시죠. Cell 형태별 특징

 

국내 대기업 중 Cell 제조업체로 유명한 회사는 단연 LG화학, 삼성SDI, SK이노베이션 정도가 있습니다.

전기차 산업에서 2차전지의 중요 스펙은 과거에는 에너지 밀도(부피, 무게 대비 용량) > 가격 > 수명이었는데 최근에는 가격 > 수명 > 에너지 밀도 순으로 변해가는 추세입니다.

가격, 수명이 위로 올라왔다는 것은 전기차의 대규모 양산이 임박했다는 점, 그로 인한 품질 보증이 매우 중요해졌다는 반증인데요.

자동차 회사에서 배터리 품질보증을 해주려면 배터리 수명에 대한 충분한 검증이 회사 수익에 직결되기 때문이죠.ㅎㅎ;

 

좀 더 깊게 들어가서~

리튬이온 배터리 구조에서 특히 용량과 수명에 큰 영향을 주는 중요 부품이 바로 "양극재"인데요.

보통 NCM(파우치, 각형), NCA(원통형)를 양극재 소재로 많이 쓰는데요.

니켈 코발트 망간 알루미늄이 주요 소재이며 여기서 니켈 비율이 높아질 수록 에너지 밀도는 높아지지만 니켈이 불안정한 물질이라 화재 등에 취약해진다는 단점이 있습니다.

또한 코발트는 매우 한정된 금속이라 가격 변동이 취약해서 코발트 비율을 줄일수록 가격 경쟁력이 높아진다고 합니다.

망간이나 알루미늄은 이놈의 니켈을 안정화 시키기 위해 결합시키는 물질이구요!

 

 

국내 소재 업체 중 니켈의 비율을 더 높일 수 있는 물질인 4성분계 즉 NCMA, 하이니켈 양극재를 개발 중인 업체로 에코프로비엠, 이로 인해 더욱 중요해질 배터리 안정성에 직접 연관된 전해질 첨가제를 개발하는 천보가 유망해 보입니다.

4성분계 NCMA는 거의 모든 면에서 우수한 성능을 보인다!

 

최근 삼성 이재용 부회장과 현대차 정의선 수석부회장의 회동으로 다시금 화제가된 전고체 배터리를 살펴봐야겠죠?

https://imnews.imbc.com/news/2020/econo/article/5770899_32647.html

이재용-정의선 첫 단독 회동…재계 1, 2위 배터리 동맹?

결론부터 말하면 전고체배터리란 기존의 액체로된 "전해질"대신 고체를 넣어 에너지 밀도를 높인 전지를 뜻하는데요.

전고체전지는 안정성이 높고, 에너지 밀도가 퀀텀 점프 급으로 높아지는 장점이 있으나

문제는 전고체 소재인 황화물의 시작 물질인 황화리튬 가격이 kg당 수백만원이라는 점!

결국 돈이 문제라는거죠~

 

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마지막으로 배터리 소재 기업 및 간략한 개요를 보시면~

<양극재>

엘앤에프 : 양극재만 전문으로 생산하는 업체, 770억 투자하여 설비증설 중

에코프로 : 환경업체인데, 자회사 에코프로비엠 통해서 양극활물질 제조하는 회사임

코스모신소재 : 기능성 필름, 프린터 토너, 양극활물질 생산업체

 

<음극재>

포스코켐텍 : 내화물, 생석회 제조업체인데 음극재 시장에 진출하여 공장 증설 중

대주전자재료 : 고분자재료, 칩 부품용 전극재료, 음극재 등 생산

더블유에프엠 : 사교육 회사인데 신사업으로 음극재 진출(매우 특이한 회사 같습니다)

일진머티리얼즈 : PCB기판용 일렉포일 제조회사, 일렉포일이 음극재에 사용됨

 

<분리막>

SK이노베이션, LG화학(회사 설명 생략..)

 

<전해질>

후성 : 불소기반 화합물 제조 업체, 냉매가스, 전해질, 무기불화물 등 생산

솔브레인 : 반도체, 디스플레이 공정용 화학재료 및 전해질 생산

[출처] 전기차 업계 현황 - 배터리 소재 업계 (가치투자연구소) | 작성자 kkokoiy