완성차 업체들도 직접 개발하겠다고 나설 정도로 2차 전지에 대한 관심이 뜨겁습니다. 하지만, 전문가들은 기계산업이 아니라 화학산업이기 때문에 결코 쉽지 않을 거라고 하는데요.
 
전체 공정을 자세히 이해하는 것은 어렵겠지만, 간단하게 핵심 공정이 어떻게 되는지 먼저 살펴볼까요?

전극 공정: 양극재, 음극재를 집전체에 코팅하여 전지 극판을 만듦
조립 공정: 제조된 극판에 전해액, 분리막 등 각종 소재들과 조립
활성화 공정: 제조된 셀에 충·방전을 반복하면서 전기적 특성을 활성화

이 중 핵심적인 전극 공정은 소재를 직접 다루는 과정으로 첨단 기술이 요구되는데, 2차 전지에서 중요한 에너지 밀도를 개선은 양극재와 음극재를 얼마나 넣을 수 있느냐에 따라 결정된다고 합니다.
 
하지만, 현재 가장 많이 사용되는 2차 전지인 리튬이온 배터리의 경우 액체 전해질로 에너지 효율이 높지만 수명이 상대적으로 짧고 전해질이 가연성 액체여서 고열에 폭발할 위험이 큽니다.
 
그래서, 이런 문제점들을 대체할 전고체 배터리가 전기차용 차세대 배터리로 급부상하고 있습니다.

전고체 배터리는 기존 리튬이온 배터리의 단점을 보완해 양극과 음극 사이에서 이온을 전달해 전류를 흐르게 하는 '전해질'을 액체가 아닌 고체로 대체한 차세대 배터리입니다.

화제에 민감한 액체 전해질 대신 고체 전해질을 사용할 경우 화재 위험 경감은 물론 배터리 용량 증강과 무게 축소 등의 장점이 있고 충전 속도도 빨라서 차세대 배터리로 꼽히고 있습니다. 또한, 대용량으로 구현이 가능해 최대 주행거리를 획기적으로 늘릴 수 있다고 합니다.

SNE리서치가 추계한 전 세계 배터리용 고체 전해질 수요는 2025년 350톤, 2028년 17,500톤, 2030년 76,000톤으로 매우 가파른 성장세를 보일 것으로 전망되고 있습니다. 그리고 국내 주요 배터리 업체 3사의 경우에는 2025년 70톤, 2030년 13,680톤을 소요할 것으로 전망됩니다.

사실, 한물갔다고 생각한 원통형 배터리가 테슬라 덕분에 다시 주목받았는데요. 정확하게 얘기하자면 지름 46㎜, 높이 80㎜인 4680 배터리입니다.
 
원통형 배터리는 크기가 작은 대신 고용량, 고에너지, 규격화된 사이즈로 생산성과 경제성이 좋습니다. 그래서, 테슬라는 상대적으로 낮은 가격과 수급이 용이한 원통형 배터리를 선택한 것이지요.
 
그러나 파우치형, 각형 배터리가 등장하기 시작하면서 상대적으로 단점이 많은 원통형 배터리는 뒤로 밀렸습니다.
 
하지만 테슬라가 2020년 4680 원통형 배터리 개발 계획을 발표한 이후 각형과 파우치형으로 기울던 배터리 시장의 판도가 원통형 중심으로 되돌아오고 있는 상황입니다.
 
테슬라는 배터리를 탑재할 공간을 충분히 확보하는 방식으로 새롭게 자동차 구조 자체, 즉 전기차 전용 플랫폼을 설계하고, Structural Pack이란 이름의 혁신적인 배터리 팩 구조를 도입하여 기존 원통형 배터리의 단점을 적극적으로 극복해 가고 있습니다.

이렇게 배터리 팩과 차량 구조를 처음부터 새롭게 설계하고 새로운 폼팩터(Form Factor)까지 개발되었기 때문에, 기존의 원통형 배터리가 갖고 있던 안정성과 생산성 등과 같은 장점이 부각되고, 다른 제조사들도 원통형 배터리를 적극적으로 도입하기 시작했습니다.

지금까지 배터리 성능 고도화와 동시에 안정성을 확보하기 위한 기술에 대해 주로 말씀드렸는데요. 기술 경쟁 이슈 외에, 현재 새롭게 주목받고 있는 폐배터리 재활용 사업에 대해서도 설명을 드려보겠습니다.

글로벌 전기차 수요가 급증하는 가운데 미국 인플레이션감축법(IRA)까지 통과되며 폐배터리 시장의 폭발적인 성장세가 예상되고 있습니다. 이 법안에는 온실가스 배출을 줄이고 전기자동차 및 에너지 저장시스템에 대한 미국 내 공급망을 강화하는 내용 등이 포함되어 있다고 합니다.
 
전기차가 많이 보급될수록 폐배터리도 늘어날 것이니 당연한 결과라고 할 수 있겠죠. 이에 완성차 업체뿐만 아니라 배터리·광산·건설 업체까지 가리지 않고 배터리 재활용 시장에 뛰어들고 있을 정도입니다.
 
2022년 9월 8일 시장조사 기관 SNE리서치에 따르면 전기차 폐배터리는 16만 대로 시작해 2025년 54만 대, 2030년 414만 대, 2040년 4,636만 대로 급증할 것으로 전망됩니다.

용량 기준으로 폐배터리 시장은 2025년 42GWh에서 2030년 345GWh, 2040년 3,455GWh 규모로 성장할 것으로 예측되고 있는데, 연평균 성장률은 34%에 달합니다.

첫 번째는 생산단가를 낮출 수 있기 때문입니다.
배터리는 전기차 가격의 약 40%를 차지하는 핵심 부품인데, 니켈, 리튬 등 원자재 가격이 급등함에 따라 폐배터리를 재활용하면 이점이 분명히 있습니다.
 
두 번째는 재활용 원료 사용 의무화입니다.
유럽연합(EU)은 전기차 생산 시 재활용 원료 사용을 의무화했는데 2030년 기준 새 배터리 제조 시 코발트 12%, 니켈 4%, 리튬 4% 이상을 반드시 재활용 소재를 써야 합니다. 각국 ESG(환경·사회·지배구조) 강화 움직임 역시 폐배터리 재활용을 할 수밖에 없는 이유라는 것입니다.
 
세 번째는 자원 안보 이슈가 있습니다.
수산화리튬, 코발트, 흑연 등 2차 전지 핵심 광물의 중국 수입 의존도는 80% 대로 갈수록 높아지는 추세입니다.

셀 업체, 소재 업체, 장비 업체 등 2차 전지 관련된 기업들은 정말 많습니다. 그래서 2차 전지에 관심을 가지려는 분들은 종목 리포트도 중요하지만, 2차 전지 산업리포트를 먼저 보고 큰 흐름을 이해하면 관련 기업들을 분석하는 데 도움이 될 것입니다.
 
물론 산업리포트는 개별 기업의 리포트에 비해 상대적으로 양도 많고, 그 구조와 용어들을 이해하기도 어려울 겁니다. 하지만, 우리가 얻을 수 있는 것도 그만큼 많습니다.
 
또한, 2차 전지의 경우 성장주 섹터이기 때문에 시장 혹은 섹터의 흐름이 좋을 때는 그 움직임이 2~3년 이후의 실적까지 반영시킨 흐름을 보인다는 것도 참고하시면 좋을 듯합니다.
 
그러니까 지금 당장 실적이 좋지 않다고 할지라도 혹은 시가총액 대비 고평가된 것 같기도 하지만 주가 흐름은 양호할 수 있다는 것입니다. 다만 어닝시즌이 되면 투자자들은 실적에 초점을 맞추려고 할 것이기 때문에 실적보다는 단순 기대감만으로 움직인 주식들은 숨 고르기가 진행될 수도 있을 것입니다.
 
그리고 2차 전지 업체들에 있어서 수주는 매우 중요합니다. 당연하게도 일회성 수주보다는 꾸준한 수주를 받는 것이 중요하다는 것, 그래서 확인이 가능하다면 분기별 수주 잔고를 체크하는 것은 중요합니다.

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