전고체 배터리 란?
리튬이온배터리의 구성 요소는 앞서 포스팅에 내용에 언급 드렸는데요. 양극재 / 분리막 / 음극재 순으로 구성 되어 있습니다. 분리막을 기준으로 양극재 / 분리막, 음극재 / 분리막 사이에 전해질이라는 물질이 액체 상태로 되어있는데요. 해당 전해질이 액체가 아닌 고체로 된 이차전지를 말합니다.
전고체배터리의 구조
현재의 리튬이온배터리는 아래의 그림과 같은 구조를 보이고 있습니다. 양극과 음극 사이에 전해질이 구성되어있으며, 양극과 음극을 분리 시켜주는 분리막이 중앙에 배치 되어있습니다.
하지만, 전고체배터리는 분리막이 사라지고 음극재 / 고체 전해질 / 양극재 3가지의 구조로 존재하게 됩니다.그림을 참고해서 보겠습니다.
고체전해질과 액체의전해질의 차이점 중에는 고성능을 이유로 함에도 있겠지만, 배터리의 화재의 이유 중 하나인 분리막의 손상으로 인한 음극재와양극재의 차단이 제대로 이뤄지지 않아 일종의 합선으로 엄청난화재를 일으키게 되는데요. 전고체를 사용하게 되면 분리막이 필요없게 되고 고체 전해질이 양극재와음극재를 벽처럼 차단하고 있기 때문에 안전 측면에서도 매우 유리하게 됩니다.
전고체배터리는 왜 꿈의배터리 인가?
앞서 설명드린대로 전고체배터리는 전해질의 형태가 액체가 아닌 고체로 변형된 형상을 전고체배터리 라고 칭합니다. 전해질이 배터리분리막의 역할 까지 해주고 기존 필름형태의 분리막을 고체 형태로 보여주고 있기때문에, 안전성 측면에서도 매우 유리할 뿐 더러 에너지 밀도가 매우 높아 현재 1회 충전으로 약 400km를 사용 할 수 있다라고 가정하면, 전고체배터리는 1회 충전으로 800~900km 약 2배의 성능을 기대 할 수 있다고 합니다. 또 한 충전시간도 문제가 되는데요. 현재는 아무리 고속충전을 한다고 해도 충전시간이 꽤 많이 소요 됩니다. 하지만 전고체배터리의 경우는 10분이내의 고속총전도 가능함과 동시에 폭발 위험성도 매우 낮아지게 되는 것입니다.
하지만 이렇게 장점만 있는게 아니며, 개발이 난항을 겪고 있는 이유가 있습니다. 고체는 액체에 비해 전도성이 매우 떨어집니다. 간단히 생각해봐도 그렇겠지요? 이 때문에 고출력을 내지 못해 해당부분이 개발과제로 남아있습니다. 가격도 당연히 현재의 리튬이온배터리 보다 매우 비싸집니다. 가격을 낮추기 위한 연구도 필요합니다. 가장 큰 난관은 전해질 이라는 물질이 액체의 상태보다 고체상태가 되었을때 에너지 밀도 , 안전성 부분에는 큰 장점이 있지만 말 그대로 전해질에 요구되는 전기이온의 전달이 고체상태에서는 매우 어렵기 때문에 해당 문제를 해결 해야하는 큰 숙제가 남아 있는것 같습니다.
앞으로 전고체의 소재에 대해서 그리고 전고체국책사업을 하고 있는 업체들을 공부해봐야 할 듯 합니다.
전고체배터리의 시장전망
현재 전고체배터리의 시장 규모는 약 2750만 달러(약 368억원) 수준으로 그리 높지 않은 상황 이지만, 연평균 180%의 성장율을 보이고 있고 2030년에는 약 400억달러(약53조5400억) 수준으로 커질 것으로 예상하고 있습니다. 현재 전고체배터리 기수력은 일본이 가장 앞서 나가고 있으나 각 국 기업들이 전고체배터리의 개발을 서두르고 있는 상황 입니다. 한국의 경우 삼성SDI , LG에너지솔루션 , SK이노베이션(SK온) 3사가 많은 투자개발과 공장라인 준공 등 발빠른 모습을 보이고 있습니다.
삼성SDI - 올 해 상반기내 전고체 배터리 파일러 라인 준공 및 시제품 생산 상용화 2027년 목표
LG에너지솔루션 - 2026년 상용화 목표 6000억원을 투자해 2024년 말까지 생산라인 구축
SK온 - 비상장 회사로 SK이노베이션이 지배구조를 가지고 있습니다.
2028년 상용화 목표를 하고 있으며, 2025년까지 4700억 투자 계획
전고체배터리 관련주
-한농화성(011500)
전고체에 관련하여 국책과제 상용화 기술 개발 업체 주관기업으로 선정 되었습니다.
전고체배터리 전해질을 개발중이라는 내용이 있습니다.
-씨아이에스(222080)
전고체 전지용 전해질 개발사압을 신규사업으로 확장 하였으며, 핵심부품인 높은이온전도 특성을 가지는
황화물계 고체 전해질을 개발 및 양산성을 고려한 합성공정 기술도 개발 하고 있습니다.
-EG(037370)
EG 또한 국책과제를 수행하고 있습니다. 고체 전해질로 이뤄진 복합 양극 제조 기술 등을 연구중에 있습니다.
제가 포스팅 하면서 EG는 정말 많이 나오는 종목인거 같은데요.
EG는 희토류를 포함한 배터리에 관련된 모든 이슈에 엮여있는 모습을 보입니다.
-에코프로비엠(247540)
다들 너무도 잘 알고 계신 종목인지라.... 전고체용 배터리 양극재를 개발한다고 뉴스가 있었습니다.
-엘티씨(170920)
고체 산화물 연료전지 SOFC 전해질 개발을 완료 하였으며, 차세대 연료전지 상용화를 준비중이며
SOFC전해질 관련 기술을 확보한 국내 유일 기업입니다.
-아바코(083930)
고체 전해질 고송 증착 장비 개발을 진행하고 있습니다.
-이수화학(005950)
전고체배터리 핵심 원료 상업화를 목표로 연구개발 중인 업체 입니다.
황화수소 관리기술을 보유한 국내 유일의 업체이며, 항 후 전고체 배터리원료가 상업화 되면,
독점 공급도 예상 할 수 있습니다.
-미래컴퍼니(049950)
전고체 배터리셀 제조장비 개발 과제에 선정된 업체 이며, 현재 관련 연구개발을 진행 중 입니다.
-티에스아이(277880)
전고체 전지 및 고밀도 소재 믹싱분야로 사업확장을 준비하고 있어, 전고체배터리 관련 수혜를
기대 받고 있는 기업 입니다.
주식시장의 대부분이 배터리 관련주 또는 배터리에서 파생된 키워드 들이 주를 이루고 있습니다.
배터리에 관련된 섹터들은 이미 너무도 많이 올랐고, 광범위 하게 있으니, 저의 포스팅은
지속적으로 배터리에서 파생된 소재, 광물 등 앞으로 이슈가 생길만 할 배터리 관련을 주로 포스팅
해보도록 하겠으며, 포스팅에서 반복적으로 언급되는 종목들 반복적으로 나타나는 키워드를
중심으로 포스팅 해보도록 하겠습니다.
그리고 현재는 곡물협정 키워드로 곡물관련 설탕관련 종목들이 급등을 보이고 있는데요.
곡물협정 뿐 아니라 엘니뇨 현상으로 인한 곡물이슈에 대해서도 지속적으로 포스팅 올리도록 하겠습니다.
참고로 곡물협정 관련 이슈는 18일에 확정뉴스가 나오니 참고하시면 좋을 것 같습니다.
