2022년 배터리 전망

> 2022년 배터리 전망

• 2021년 글로벌 전기차 판매량 400만대 돌파, 시장 침투율 5% 상회 예상
• 각국 내연기관차 판매 금지 정책 고려 시, 추세는 2030년까지 이어질 전망
• 국내 배터리 업체들의 시가총액 합계는 글로벌 전기차판매량, 시장점유율, 수익성과 동행하며 성장세는 2022년에도 지속될 것
• 높은 밸류에이션 정당화를 위한 수익성, 시장점유율 근거가 필요함
• 2020년까지 배터리 성능 향상을 통한 단가 하락, 점유율 싸움이 배터리 업계의 주요 화두였음
• 2022년부터는 안정성, 수익성 기반 안정적 성장이 주요 화두가 될 것
• LG화학을 필두로, 국내 배터리 업체들은 수익성보다 빠른 외형성장으로 시장 선점
• 완성차 업체들의 배터리 단일화로 초격차 전략 추진
• 선제적 증설, 후수주 전략으로 평균 가동률은 60% 수준, 고정비 부담은 지속
• 배터리 소재 가격 급등으로 셀 기준 단가 하락 실패
• 완성차들은 배터리 단가 인하 압박 시작됨
• 국내 배터리 기업들이 시장 점유율 확대를 통한 배터리 단일화에 성공하지 못하며 완성차 기업들이 자체 생산 확대를 통해 배터리 업체들을 압박하려는 상황이 됨
• 최근 배터리 화재 사고로 성능, 효율보단 안정성에 기술발전의 초점이 맞춰짐
• 테슬라, 폭스바겐 등 LFP 배터리 사용 확대 발표로 국내 배터리 업체들의 불확실성은 커지고 있음
• 중국에 비해 5년 이상 LFP 양산에 뒤쳐진 상태이기 때문
• 배터리 원가 구조 : 양극재 40%, 음극재 10%, 분리막 15%, 전해질 10%, 기타 25%
• NCM 중 니켈은 고용량, 망간과 코발트는 안정성, 알루미늄은 출력 특성을 향상시키는 역할
• LFP는 CTP 기술을 활용해 주행거리 관점 상 NCM과 큰 차이가 없어졌으며, 안정성 측면에서는 압도적인 성능 보임
• 우드맥켄지에서는, 2030년까지 LFP 점유율이 30% 상승하고, NCM은 50%에서 30%로 비중 하락할 것이라고 예상
• 최근 LG에너지솔루션, SK On이 LFP를 장기적으로 개발할 것을 발표함
• 리튬전지 온도는 발생한 열과 방출된 열의 균형으로 정해짐
• 열의 발생은 지수함수로 증가하나, 열의 방출은 선형적으로 증가함
• LFP 배터리는 인산철을 활용, 층상구조가 아닌 올리빈 구조로 매우 안정적이며, 리튬이온이 빠져나가도 결정 구조가 연화되는 현사이 적음
• NCM은 층상구조로 취약하며, 분리막으로 사용되는 폴리올레핀은 녹는점이 125~160도로 고온에서 안정성이 취약하고, 배터리 용량 확대를 위해 최대한 얇게 제작하고 있어 위험은 증가하는 중
• 화재 사고 방지를 위해, 최적화 운영보다 여유를 둔 운전(SOC 하락), 부품 활용해 offgas 조기 방출(원통형, 각형), LFP 사용해 열폭주 방지, 분리막 분해 늦추는 방법이 최선임
• LG에너지솔루션은 NCM 하이니켈에 파우치 적용, 분리막도 중국 제품을 확대해 화재 발생 확률이 높다고 판단됨
• 기존 배터리 화재 사고는 전기적 요인이 가장 크며, 특정 제조사의 제품 특성 및 결함으로 내부단락, 접힘 등이 주요 원인으로 추정되고 있음
• 배터리 셀 연소 시 발생하는 열량은 전해액, 분리막으로 인한 연소 영향이 가장 큰 것으로 파악됨
• 전해액 분해는 일반적으로 분리막, 내부단락, 충방전 다양한 이슈로 인한 offgas 발생
• 원통형, 각형 배터리는 CID, Vent 등 부품 활용해 전해액 열폭주 현상으로 전이 전 열관리를 용이하게 할 수 있음
• 파우치 전지는 전해액으로 이를 컨트롤해 고온에서 취약성을 보임
• 부품단에서 화재에 가장 큰 영향을 미치는 건 분리막이며 배터리용량을 확대하기 위해 얇게 생산하면서도 안정성을 확보할 수 있는 분리막 사용이 중요함
• 전고체 전지 도입은 2030년이 되어야 가능할 것
• 분리막의 중요성은 앞으로 더욱 부각될 가능성이 높고, 셀 업체와 가격협상에서 우위를 점할 것이라 판단됨