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실리콘 음극재 최신분석

푸른바다 속 직장인 2022. 12. 1. 21:19
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■ 2022 배터리코리아

 

. 장정훈 삼성증권 이사

 

 1) 국내외 배터리 산업의 트렌드와 미래 전략을 확인할 수 있는 이번 행사에서 'IRA 이후 글로벌 전기차 배터리 산업의 시장 전망'을 발표한 장 이사는 "배터리 소재 시장에서 실리콘 음극재가 확산되고 있으며, 도전재로 탄소나노튜브(CNT)가 부각되고 있다"고 설명했다.

 

 

■ 실리콘 음극재 시장 개화

 

. 하나투자증권 김현수

 

[성장 가치 희소해지는 시기에 주목해야 할 첨가제 시장]

 

1.  글로벌 전기차 시장 성장 둔화(연간 전기차 판매 증가율 2021년 109%, 2022년 42%, 2023년 30% 내외 전망) 국면에서 2차전지 섹터 역시 가파른 이익 성장이 희소해지는 시기 진입

2. 다만, 시장 개화 초기 단계인 첨가제 영역의 경우 전체 전기차 판매 증가 및 해당 첨가제 침투율 상승 국면에서 가파른 이익 증가 시현 가능할 전망

3. 특히, 실리콘 음극재 시장의 경우 테슬라, LGES 등 주요 시장 참여자들이 주행거리 향상 및 충전시간 단축 위해 차세대 배터리 컨셉으로 채용 예정인 기술로서, 본격적인 시장 개화 임박했다고 판단 

4.따라서, 실리콘 음극재 기술 개요 및 주요 OEM, 셀 메이커들의 준비 상황, 실리콘 음극재 제조 기업별 준비 상황 분석 필요

 

[주요 전기차 및 배터리 기업들 실리콘 음극재 관련 준비 상황]

 

1. 테슬라

 1) 2021년 '실라이온(SiLion)' 인수. 실라이온에서 개발한 '실리콘 입자로 구성된 대형 배터리 음극재' 특허 출원. 실리콘음극재 기술은 4680 배터리에 적용될 전망 

 2) 테슬라는 2020년 배터리데이에서 원가 절감 목표 제시한 바 있음. 원가 절감 방법으로 양/음극재 원료 효율화 제시. 음극재의 경우 공급 풍부한 실리콘 활용, 실리콘 원재료에 탄성 이온 폴리머 코팅하는 방법 제시

 3) 테슬라는 자체 생산 라인에서 실리콘 음극재 활용한 4680 배터리 소규모 양산 추진 중 

 4) 향후 파나소닉, LGES 등이 4680 배터리 생산 전망 

 5) LGES는 테슬라향 4680배터리를 2023년부터 양산할 예정. 해당 배터리 중 일부 실리콘음극재 적용 계획

 

2. 폭스바겐

 1) 포르쉐 타이칸 EV에 실리콘 음극재 적용 배터리 탑재. 배터리는 LGES 제작, 실리콘음극재는 대주전자재료 공급 

 2) 폭스바겐은 2021년 파워데이에서 향후 실리콘 음극재 확대 적용 통해 에너지 밀도 높임과 동시에 충전 시간 단축하겠다는 목표 제시한 바 있음

 

3. BMW 

 1) 2025년부터 '뉴 클래스' 제품군에 차세대 원통형 배터리 46phi 셀 탑재 예정. 해당 셀에는 실리콘 함량 증가시킨 음극재 적용 계획

 

4. LGES-GM

 1) Ultitum Cells 배터리에 실리콘 음극재 적용하기 위해 GM은 '원디 배터리 사이언스(OneD Battery Science)'와 실리콘 음극재 개발 협력. 2022년 9월 공동 R&D 계약 체결 

 2) 한편, GM은 2025년까지 북미에서 연간 100만대 전기차 생산 능력 확보 목표

 3) Ultitum Cells 2기 본격 가동되는 2024년부터 실리콘 음극재 적용될 전망

 

 

[주요 실리콘 음극재 기업들 준비 상황]

 

1. 대주전자재료

 1) 2021년 전사 실적 매출 2,000억원/영업이익 176억원 (실리콘음극재 매출 210억원) 

 2) 본사 옆 신공장 건설 중(본사 4배 규모, 실리콘음극재 전담) 

 3) 실리콘음극재 고객사는 LGES, EVE 등

 4) 실리콘음극재 CAPA : 2024년 말 1만톤, 2025년 2만톤 계획(2만톤 CAPA 메인은 Ultium Cells향) 

 5) 실리콘음극재 판매량 : 2019년 50톤, 2020년 160톤, 2022년 약 380톤

 6) 2021년 음극재 매출 210억원 중 50% 타이칸, 20% 전동공구, 나머지 EV업체들 R&D향 

 7) 대주전자재료 기술의 핵심은 마그네슘 활용하는 것

 8) 실리콘 음극재 부문 OPM 가이던스 30% 이상

 9) 현재 실리콘 함량은 약 5% 내외. 점차 함량 늘릴 계획(실리콘 음극재 첨가비율에 따라 이론상 충전시간은 5% 30분, 15% 20분, 20% 10분 내로 감소) 

 10) 2024년 이후 실리콘음극재 함량 약 7% 제품 대중화 전망 제시

 

2. 한솔케미칼

 1) 실리콘 음극재 양산 매출 발생 시기 : 2023년 양산 가능 수준이나, 시장 개화 시기에 맞춰 2025년 양산 계획 

 2) CAPA : 현재 Design CAPA 1,500톤. 2024년 중 고객사 확정 시 2024년 하반기 증설 본격화 전망

 

3. 포스코케미칼 

 1) 2023년 실리콘음극재 생산라인 완공 계획. SiOx, SiC 모두 준비 중 

 2) 2022년 7월, 실리콘 음극재 기업 '테라테크노스(현재, 포스코실리콘솔루션)’ 인수. 테라테크노스는 SiOx 제조 기술 개발해온 기업

 

4. 이녹스(티알에스) 

 1) 이녹스 자회사 티알에스, SiC 실리콘 음극재의 원재료인 실리콘 파우더 생산 기업. 2022년 6월 Si 파우더(600nm) 본격 생산

 2) CAPA는 연간 1,200톤(전기차 40만대). 2023년 CAPA 2배 확대 계획 

 3) Si 파우더는 기존 흑연 음극재 성능 높여주는 소재로, 주행거리 향상에 기여. 향후 실리콘 음극재에 활용 가능

 4) LGES가 2023년 하반기부터 실리콘 음극재의 실리콘 함량을 기존 5%에서 10%까지 확대할 계획, 이에 따라 티알에스의 Si 파우더 수요 증가 예상

 

 

+ 자체 추가

 

5. 나노신소재 (추가)

 1) 국내 유일 양극재, 음극재용 CNT도전재 기업

 2) CNT토전재가 음극재까지 적용이 확대되는 중

 3) 차세대 음극재'로 평가받는 실리콘 음극재에서도 CNT 도전재의 중요성이 매우 크다. 기존 흑연 음극재는 음극재 자체가 전기전도성을 갖고 있어 도전재가 필요하지 않다.

 4) 하지만 충전시간 감축을 위해 음극재 내 실리콘 첨가 비율을 높이면서 CNT 도전재의 중요성이 커지고 있다. 실리콘 음극재의 단점인 부피 팽창을 완화하고 전기전도성을 높여주기 때문이다.

 

6. KBG

 1) 100% 수입에 의존하던 기능성 실리콘 중간소재를 자체 기술로 국내에서 유일하게 생산중

  - 이러한 사실로 인해 실리콘음극재 관련 뉴스가 나오면 제일 강한 상승세를 보여줌

 2) 실리콘 비중이 높아지면 폭발 위험이 있어서 보통 흑연 95%, 실리콘 5%정도를 혼합해서 만든다.

  - 그러나 GM과 LG에너지솔루션의 합작사인 얼티엠셀즈 배터리에서 이러한 문제를 해결한것으로 보인다. 

  - 이 경우 실리콘 비율을 높일수가 있어서 KBG에 자연스럽게 매수세가 들어온 것으로 보임

 

■ 결론

 

 1) 실리콘 음극재 시장 개화 단계에서 관련 기업들 주목 필요, 다만 시장 개화 초기 단계이므로 SiOx 및 SiC 중 어떤 기술이 표준으로 선정될지 판단하기 이른 단계 

 2) 그럼에도 불구하고, 가장 큰 밸류 체인인 테슬라 및 LGES 체인에 속한 실리콘 음극재 기업들의 경우 시장 개화 초기 단계에서 기회 잡을 것으로 판단 

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