2차전지 기업 탐구: Value Chain 내 주요 업체들

2차전지는 실물경제인 산업적인 측면뿐 주식시장 측면에서도 큰 성장 영역으로 자리매김 중이다. 사실 반도체나 바이오 기술만큼 이 동네도 전문적인 동네라서 한번에 다 아울러서 이야기하기는 어렵다. 그렇기 때문에 몇 번에 나누어서 정리하여 포스팅을 해보겠다.

 

오늘은 Value Chain 내 주요 업체들이 누가 있는지에 대해서 정리해보려 한다.

 

 

1. 2차 전지의 구조와 개념

 

2차 전지는 사실 충전해서 재사용할 수 있는 전지라는 뜻이다. 그럼 1차 전지는? 우리가 한번 쓰고 버리는 일반적인 건전지가 1차 전지이다.

 

2차 전지가 개발된 것은 사실 상당히 오래된 일이고, 기술이 발전하면서 단위 무게당 축적할 수 있는 에너지인 에너지 밀도가 높아지는 방향으로 기술이 개발되어 왔고, 이를 위해서 2차 전지를 구성하는 물질이 달라져왔다.

 

2차 전지의 구조는 크게 electrode(전극)과, 전해질, 분리막으로 이루어져 있다. electrode(전극)의 경우 Anode와 Cathode 2가지가 있다. 

 

원래 학교다닐 때 배우는 전기화학에서는 양극(Anode)은 산화(금속이 전자를 잃고 +이온(양이온)으로 해리됨)가 일어나는 극이로, 음극(Cathode)은 반대로 환원(금속 이온이 전자와 결합하여 중성 금속원자가 됨)으로 배운다.

 

그러나, 2차 전지에서는 이 부분이 반대라서 좀 헷갈린다. 아래 그림에서처럼 음극을 Anode라고 하고, 양극을 Cathode라고 한다. 이것은 우리가 2차전지를 보는 관점이 '막 만들어진 자연적 상태'가 아니라 '충전된 상태'이기 때문에 그렇다. 한국말과 영어가 부조화되어 쓰이기 때문에 발생하는 혼란이기도 한데, 영어 단어를 먼저 중심으로 생각하는 것이 헷갈리지 않는다.

 

충전된 상태에서는 이미 Li+ 이온이 음극에 와서 전자와 결합하여 중성원자 상태로 있게된다. 그러다가 방전이 시작되면, Li 금속이 해리하여 Li+이온과 전자로 분리되고, Li+ 이온은 전해질 바다를 건너서, 분리막을 통과해서 으로 열심히 간다. 그리고 음극에서 전자와 반가운 재회(?)를 한다. 그렇게 되면 금속 이온(Li+)는 중성 금속 원자(Li)가 된다.

 

그렇기 때문에 충전된 상태에서 방전이 될 때 일어나는 현상이 산화이고, 이 산화가 일어나는 전극이 정의상 Anode가 된다. 그 후 Li+이온이 전해질을 건너가 전자와 재회할 때 전자와 결합하는데 이 현상이 환원이고, 환원이 일어나는 전극이 정의상 Cathode이기 때문에 아래 그림과 같이 표시된 것이다. 

 

영어로는 이렇게 썼으면서, 한글로는 오히려 막 만들어져서 충전하기 전 상태 기준으로 양극, 음극을 정의하고 있다. 충전하기 전에는 원래 Li 금속이 왼쪽의 양극에 존재한다. 그렇기 때문에 Li을 포함한 부분을 양극재라고 하는 것이다. 반대편인 오른쪽에 흑연이 주로 있는 부분은 충전을 하면서 환원이 일어나기 때문에 음극이라고 하고, 이를 음극재라고 하는 것이다.

 

왜 그런지 모르겠지만, 참 헷갈리게 해 놓았다.

 

 

 

2. 2차전지 기술에 대한 요구 사항 및 Value Chain player

 

완성차 업체들이 배터리 업체에 요구하는 사항은 명확하다. ① 주행 거리 향상, ② 충전 시간 단축, ③ 저온 성능 개선, ④ 수명 증가, ⑤ 배터리 가격 하락이다(<표 3>참조). 배터리 에너지 밀도를 높여 주행거리를 향상시키고 용량당 단가도 낮추는 한편, 짧은 시간 내 충전이 가능하고 수명도 늘릴 수 있게 하는 기술적 방안이 필요하다.

 

특히 테슬라가 주행거리, 배터리 원가, 수명 등에서 또 한발 앞서 나가고 있어 완성차 OEM 업체들이 중대형 배터리 업체들에게 성능 개선을 요구하는 압박은 더욱 거세지고 있다. 이를 위해 주요 배터리 업체들의 중장기 기술 Roadmap 상 계획하고 있는 소재단 변화가 가속화될 것으로 전망한다

 

아래의 표는 기본적으로 전지를 구성하는 양극재, 음극재, 양극판, 전해액, 전해질 등의 소재를 납품하는 업체를 완성차 업체들이 요구하는 특성에 따라 재분류해 놓은 것이다. 

 

따라서, 여기 언급된 업체들은 2차전지 성능 향상을 위해 중요한 업체이기 때문에 향후 주식 시장에서 유의해서 봐야할 업체라고 할 수 있다.

 

좀 더 자세한 이야기는 다음 번 포스팅에 이어서 하겠다.

 

출처: 하이투자증권, 포스코케미칼

 

뜨리스땅

 

 

https://tristanchoi.tistory.com/86

2차전지 기술 탐구: 양극재 및 양극활물질