2차 전지, 듣긴 들었지만 뭔지 잘 느낌이 안 오지요? 양극재와 음극재를 알면 기업 주가 예측도 손쉽게 할 수 있는데요. 2차 전지, 전기차 배터리와 어떤 연관이 있는 것인지 쉽게 설명해보겠습니다. 또 대세로 떠오르고 있는 실리콘 음극재가 어떤 치명적 단점을 가지고 있는지도 알려드릴게요.
포스코케미칼
포스코케미칼은 국내에서 유일하게 양극재와 음극재를 함께 생산하는 기업입니다. 2021년 창립 50주년을 맞았으니 역사가 깊은 회사이기도 합니다. 양극재 사업에서 중요한 것은 투자 여력, 즉 돈입니다. 양극재 양산 설비에 막대한 돈이 들어가기 때문입니다. 포스코케미칼은 양극제 공정기술을 가지고 있을 뿐만 아니라, 2023년까지 리튬 22만톤, 니켈 10만톤의 양극재 원료를 생산할 예정이라고 합니다. 버리는 배터리에서 니켈과 코발트를 추출해서 다시 원료로 만드는 리사이클링 기술도 보유하고 있습니다. 아래는 포스코에서 보유하고 있는 양극재 기술 목록입니다.
- 하이니켈 양극재: 에너지 밀도를 높일 수 있음
- 리튬인산철(LFP) 양극재: 보급형 전기차용
- 코발트프리-하이망간 양극재: 코발트 대신 니켈과 망간 비중을 높여 가격이 쌈
음극재는 배터리의 수명과 충전 성능 등을 결정합니다. 포스코케미칼은 이런 음극재도 생산하는데요.
- 천연흑연, 인조흑연, 저팽창 음극재
- 실리콘 음극재: 에너지 밀도를 높이기 위해서 차세대 소재로 개발 중인 제품
이같은 '이차전지'는 충전을 통해서 여러 번 재사용이 가능하다는 것이 특징입니다. 우리가 흔히 아는 '1차 전지'는 한 번 쓰로 버리는 건데요. 충전을 통해 반영구적으로 사용할 수 있어서 전기차, IT 기기 등 앞으로 우리 삶에 적용될 곳이 엄청나게 많습니다.
2차전지 업계 동향
포스코케미칼이 공개한 것 처럼, 업계에서는 실리콘으로 음극재를 만드는 데 온 힘을 쏟고 있습니다. 현재 흑연으로 만드는 대부분의 음극제와는 달리, 에너지 밀도가 약 10배나 높고 충전 속도도 빠르기 때문입니다. 다만 실리콘은 리튬이온이 들어갔을 때 너무 많이 팽창을 하는 단점이 있습니다. 약 400%정도 늘어난다고 합니다.
때문에 배터리 업계에서는 이 실리콘 구조를 안정화시키는 연구 개발이 진행중입니다. 성공한다면 전기차 주행거리도 늘어나고, 배터리 충전 속도도 개선될 수 있을 것이라고 보고 있어요. 아래는 실리콘 음극재 관련주들의 동향을 정리했습니다.
- 삼성SDI: 자체 개발한 기술을 바탕으로 실리콘 함량을 10%이상 늘리는 데 주력 중
- SK온: 미국 포드 전기차에 실리콘 7%를 첨가한 음극재를 적용
- LG에너지솔루션: 실리콘 함량을 최대 10%까지 늘린 음극재 개발에 나선 상황
실리콘 음극재 단점
하지만 이런 실리콘음극재의 치명적인 단점이 있습니다. 먼저 장점은 흑연계 음극재보다 에너지 밀도가 10배 높고, 전기차의 주행거리도 늘리고 급속 충전 설계기도 설계하기가 쉬운데요. 배터리 충전시 4배 가량 팽창하는 문제를 풀기가 생각보다 어렵습니다. 게다가 이미 커져버린 음극이, 방전할 때 이전과 같은 형태로 돌아오지 않을 수도 있다는 위험성이 큽니다.
따라서 시장 주도권을 확보하려면 '누가 실리콘의 부피 안정성을 안정화시키느냐'가 키 포인트입니다. 앞으로 주가 분석이나 예측에서도 실리콘 음극재의 동향을 잘 살펴보시기 바랍니다.
추가로 SNE리서치가 2020년 발표한 '리튬이차전지 음극재 기술동향 및 시장전망' 표를 첨부합니다. 이 보고서는 2025년까지 전체 수요량이 약 136만 톤으로, 연평균 36% 성장할 것이라고 보고 있습니다. 특히 보라색으로 표시된 실리콘 음극재의 성장세가 두드러지는 것이 보이죠. 전기차 주행 거리를 늘리기 위해서 실리콘을 사용할 수 밖에 없는 환경이라는 뜻으로 해석해도 될 것 같습니다.
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