2차전지 기술 탐구: 전해질 시장 Update

1. 전해질과 첨가제가 핵심

 

전해액은 양극과 음극의 리튬이온 이동통로를 제공하는 매개체로 전해질(리튬염), 유기용매, 첨가제로 구성되며, 배터리 셀 재료비 원가구조에서 8%를 차지한다. 제조방식은 유기용매에 전해질을 용해한 후 성능 향상(에너지밀도, 수명, 안정성 등)을 위해 소량의 첨가제를 추가한다.

 

 

핵심은 전해질과 첨가제다. 전해액 원재료 원가구조에서 전해질(45%)과 첨가제(30%)가 가장 많은 비중을 차지하고 있고 그만큼 핵심역할을 하고 있다.

 

먼저 전해질은 용매에 해리되어 이온으로 전류를 흐르게 하는 소재로서, 배터리의 충전과 방전 기능을 담당하고 있다. 전해질 소재로는 높은 이온전도도와 안정성을 갖춘 LiPF6(Lithium Hexafluorophosphate)가 주로 사용되고 있고, 이외에 대체재로 LiPO2F2, LiDFOP, LiBOB가 사용된다.

 

 

최근 배터리 화재 이슈가 자주 불거지며 과충전 방지, 전기분해 지연, 난연성 등 안전성 향상을 위해 첨가제의 역할이 더욱 중요해지고 있다. 전해액 첨가제는 양극과 음극 표면에서 화학적 반응 또는 흡착 과정을 통해 보호막을 형성하여 안전성을 향상시키는 역할을 한다. 또한 전해질과 유기용매에 직접 작용하여 안정성과 이온전도도를 높이고 불순물을 제거하기도 한다. 대표적인 첨가제 AN(Adiponitrile)과 SN(Succinonitrile)은 배터리 과방전 시의 구리 산화를 억제하기 위해 사용되는 첨가제다.

 

 

 

2. 전해액 시장 분석: 물량 중심 중국이 74% 점유

 

글로벌 전해액 시장은 21년 29억달러에서 25년 71억달러, 30년 120억달러로 21년대비 4배 수준으로 성장할 것으로 전망한다. 전해액 시장의 연간 성장률은 21년 32%에서 25년 20%까지 고성장을 지속하다가 향후 10%의 안정적인 성장률을 유지할 것으로 예 상한다.

 

전체 소재 시장에서 전해액이 차지하는 시장 비중은 21년 기준 10.3%에서 25년 10.1%, 30년 9.7%로 10% 전후로 수렴할 것으로 전망한다.

 

한편 글로벌 전해액 시장 수급은 25년부터 Shortage에 처해질 것으로 예상된다.

 

 

글로벌 전해액 시장은 중국기업들의 점유율이 74%로 압도적으로 높다. 일본은 17%, 한국은 9%다. GTHR(15%), Capchem(14%), Tinci(11%) 등 점유율 상위권에 중국기업들이 대거 포진해 있다.

 

중국기업들은 비교적 로우엔드 시장인 소형전지 전해액 중심으로 시장을 점유하고 있다. 글로벌 전해액 시장은 소형 90%, 중대형 10%로 구성되는 것으로 추정된다. 기술적으로 진입장벽이 낮고 마진이 적은 소형 시장을 중심으로 값싼 가격과 물량공세, 그리고 거대한 내수시장과 정부지원에 힘입어 중국기업들이 시장을 절대적인 규모면에서 주도하게 되었다.

 

 

최근 들어 전해액 시장이 EV용 중대형 전지 전해액 중심으로 확대되며 용량, 안전성, 수명 등에 대한 요구 수준이 높아지고 있다. 아직까지는 중국 기업들이 소형 전지 전 해액 시장을 중심으로 절대적인 시장 점유율을 유지하고 있지만, 향후 중대형 중심으로 시장이 성장하고 배터리의 안전성 요구 조건이 향상됨에 따라 품질을 앞세운 일본 기업들의 약진이 전망된다. 보통 소형과 중대형은 스펙이 달라 차별화된 기술력이 필 요한데, 중대형 시장은 특히 일본 기업들이 다수의 특허를 기반으로 기술 장벽을 높게 형성하고 있다.

 

 

 

3. 국내 배터리사와 협력 강화 필요

 

전해액 시장에서 한국의 입지는 난처한 상황이다. 가격과 물량공세로 중국이 과점하고 있는 로우엔드 소형 시장은 진입이 쉽지 않고, 하이엔드 중대형 시장 공략을 위해선 글로벌 특허를 다수 보유하고 있는 일본기업들을 피해야 한다. 적극적인 R&D투자를 통해 자체 기술 및 특허를 확보해야 하는 한편, 국내 배터리 3사와의 긴밀한 협력관계 를 더욱 강화해야 한다.

 

국내 전해액 기업으로는 엔켐(비상장), 솔브레인. 동화기업이 있고, 전해질 기업으로는 후성(범용 전해질), 천보(특수 전해질)가 있고, 첨가제 및 용매 기업으로 천보, 켐트로스, 스카이이앤엠이 있다.

 

국내 배터리 3사향 매출 비중이 높은 국내 전해액 기업들은 현지 투자를 늘리는 고객 사를 따라 마찬가지로 해외 현지 중심으로 공격적으로 생산캐파를 늘리고 있다. 전해액은 제품의 특성상 고객사인 현지 배터리 셀 공장과 인접한 지역에 생산공장을 확보하는 것이 물류비 절감과 신선도 유지(유통기한 최대 6개월), 배터리 인증 등에 필요한 절차적 용이성이 확보된다는 장점이 있다.

 

특히 국내 배터리 3사가 공격적으로 현지 투자를 확대하고 있는 미국 시장의 경우 미 중분쟁의 여파로 중국 기업들의 현지 공장 설치가 어려워 국내 전해액 기업과의 협력이 강화될 유인이 크다.

 

 

 

출처: IBK투자증권, 산업자료, 천보, 동화기업, 후성

 

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