[국내주식] 테슬라가 쏘아올린 배터리 전쟁 - 2차전지 4대 요소(음극재, 양극재, 전해액, 분리막) 관련주

평창의 한 까페.. 이름 까묵 ㅠ

 

최근이 아니죠. 사실 작년부터 인데 코로나 때문에 잠깐 주춤 후 다시 멈출 줄 모르고 오르고 있는 기업이 있습니다. 바로 테슬라인데요. 어제 액면분할 이후 10% 이상 오르면서 그 기세를 이어 나가고 있습니다. 사실 테슬라에 대해 포스팅하려고 하다가(너무 한 번에 다 하려니 양이 많아서) 전기차의 성패가 여기에 달려 있다고 해도 과언이 아닌 2차 전지에 대해 설명을 간단히 한번 하고 관련 국내 주식과 원자재 등에 대해 한번 알아보고 가야겠다는 생각에 포스팅하게 되었습니다. 2차 전지의 구성요소와 관련된 국내 주식에 대해 한번 정리 시작해보겠습니다.

 

테슬라 & 전기차 배터리

 

 

2차 전기 구성 요소

전기차의 배터리는 리튬 계열배터리입니다. 이 리튬 계열 배터리는 크게 4가지로 구성되어 있습니다. 양극재, 음극재, 전해질, 분리막. 어느 하나가 더 중요하다 할 것 없이 모든 항목이 매우 매우 중요합니다. 

 

출처 : 삼성 SDI

 

 

 

양극제

한번 충전했을 때 얼마큼 주행할 수 있는지 즉, 배터리의 용량과 전압을 결정하는 요소입니다. 양극재의 소재에 따라 흔이 아는 리튬-이온인지 리튬-폴리머, 리튬-인산철 등으로 나뉩니다. 니켈과 코발트를 기반으로 한 NCM·NCA 계열과 철을 기반으로 한 LFP 계열 등으로 나뉩니다. 한국 배터리 제조사는 NCM(니켈, 코발트, 망간) 혹은 NCA(니켈, 코발트, 알루미늄)를 사용하는데 반해 중국 배터리 제조사들은 상대적으로 비싼 금속인 니켈과 코발트 비중을 낮추는 대신 가격 경쟁력이 있는 LFP(리튬인산철)를 쓰고 있다. LFP는 가격이 저렴한 대신 에너지밀도가 낮아 성능이 떨어지고 무겁다는 단점이 있다. 하지만 최근 테슬라에서 연초에 CATL의 각형 포맷의 LFP 배터리를 공급받을 것이라는 기사가 나오면서 다시 주목을 받고 있긴 하지만 상대적으로 에너지 밀도가 낮은 이유 때문에 스펙다운되어 갈 가능성은 낮다고 보고 있습니다.

 

양극재 종류

 

 

음극제

2차전지 충전 시 양극에서 나오는 리튬이온을 음극에서 받아들이는 소재로 음극활물질이라고도 합니다. 현재 2차전지용 음극재는 대부분 흑연을 사용합니다. 흑연은 크게 인조흑연과 천연흑연으로 구분되는데 고온의 제조공정에서 결정성을 높일 수 있는 인조 흑연이 천연흑연에 비해 내부구조가 균일하고 안정적이라 배터리의 수명과 급속충전에 장점이 있다고 합니다. 흑연 이외에는 소프트카본과 하드카본이 있습니다. 이중에도 하드카본이 우수한 출력 특성으로 전기차용 음극재로 주목을 받고 있습니다. 하지만 이론적인 용량 한계가 낮아 아직 개선해야 할게 많다는 의견도 있습니다. 그 외에 차세대 음극소재로는 실리콘 음극재가 있는데요, 음극의 용량을 기존의 3~4배 까지 끌어올릴 수 있다는 장점이 있지만 낮은 전기 전도도와 전해질 부반응, 실리콘 부피 변화에 따른 음극의 두깨 증가로 인한 배터리 수명 단축 현상은 해결해야 할 큰 과제입니다.

 

음극재 종류

 

 

전해액

전해액은 양극과 음극 사이에 이온을 이동시키는 통로 역할을 하는 요소입니다. 전해액은 이동통로인 염과 염을 용해시키기 위해 사용되는 용매, 특정목적으로 소량 첨가되는 첨가제로 구성되어 있습니다. 이러한 전해액은 몇가지 조건이 있습니다. 

 

1. 리튬이온을 잘 통과시킬 수 있어야 하므로 전해액의 농도가 낮아야 합니다.
2. 염에 대한 용해도가 커야 하므로 유전상수가 커야 합니다.
3. 전지의 구성성분과 반응하면 안되므로, 전기/화학적으로 안정해야 합니다.
4. 온도 범위가 넓어야 하므로 어는점/끓는점이 낮고 높아야 합니다.

최근 이러한 전해액을 액체가 아닌 고체로 대체하는 전고체전지가 주목을 받고 있습니다. 전고체전지는 액체보다 발열과 인화성과 같은 위험이 없어 상대적으로 안전하고 충전속도도 빠르다는 장점이 있습니다. 테슬라가 맥스웰이라는 업체를 인수 한 후 전고체전지의 관심이 높아지기도 하였지만, 아직까지 풀어야 할 숙제가 많은 소재입니다.

 

 

 

분리막

양극재와 음극재가 배터리의 기본 성능을 결정한다면 전해액과 분리막은 배터리의 안전성을 결정짓는 구성요소입니다. 분리막은 양극과 음극이 서로 섞이지 않도록 물리적으로 막아주는 역할을 담당하고 있습니다. 전자가 전해액을 통해 직접 흐르지 못하게 하고, 내부의 미세한 구멍을 통해 원하는 이온만 이동할 수 있게 만들어줍니다. 즉, 물리적인 조건과 전기/화학적인 조건을 모두 충종시켜야 하는 분리막은 폴리에틸렌(PE), 폴리프로필렌(PP)이 있습니다.

 

 

관련주(공급체인)

2차전지 국가별 공급사 및 일본 의존도

 

 

2차전지 핵심 소재의 글로벌 점유율을 보시면 대부분이 중국, 일본이 차지하고 있습니다. 현재 국산화에 많은 업체들이 노력중인데요, 과연 어떤 업체에서 어떤 성과를 낼지 지켜봐야 겠습니다. 

 

관련주를 살펴보겠습니다. 사실 구글이나 네이버에 전기차 관련주만 쳐도 수두룩 빽뺵 나오기 때문에 크게 다를건 없습니다. 여러 군데서 정리한 자료 한번 나열해 보겠습니다 ^^:;

 

 

2차 전지 밸류체인 (출처: 삼성증권)

배터리 소재 국내 공급처

 

배터리 소재 국내 공급처 2

출처 : https://en4u.co.kr/2차전지관련주/

 

 

기타 투자처

최근엔 원자재 투자에도 많은 관심이 쏠리고 있습니다. 바로 원자재에 직접 투자하는 방법인데요, 예를들어 양극제 소재중 하나인 니켈이 최근 주목을 받으면서 가격이 계속 오르고 있습니다. 그 밖에도 항상 하는 이야기지만 잘 모를땐 모든걸 때려밖아 넣은 ETN/ETF를 사는것도 정답이 될 수 있습니다.

 

• 대신 니켈선물 ETN(H)
• 대신 2X 니켈선물 ETN(H)
• TIGER 2차전지 테마
• KODEX 2차전지 산업
• Global X Lithium&Battery Tech ETF
• 한국투자 글로벌 전기차&배터리(A클래스)
• Amplify Advanced Battery Metals and Materials ETF

 

 

테슬라 관련 정리를 하려다 여기까지 와버렸네요. 개별 기업별로도 각자 포지션이 있기 때문에 투자하시기 전에 반드시 많은 검색 해보시길 바라며, 다음에는 오늘 정리한 내용을 바탕으로 테슬라 배터리 데이 관련하여 포스팅 하도록 하겠습니다. 성투하세요!!