2차전지 - 장비 관련주의 개요 및 전망

안녕하세요,

 

2차전지도 크게 배터리셀 제조사, 소재 및 부품 그리고 장비/설비 세 가지 분야로 나눌 수 있습니다.

그중에서 오늘은 장비 제조 기업에 대한 이야기를 정리하고자 합니다.

 

목차

 

1. 2차전지 제조공정의 개요

2. 2차전지 제조 공정 및 관련주 정리

3. 2차전지 장비 관련 기업들의 전망

1. 2차전지 제조공정의 개요

먼저 전기차 배터리 장비 관련 영역을 살ㅍ펴보기 전에 제조공정을 이해할 필요가 있습니다.

제조 공정은 크게 전극공정 -> 조립공정 -> 화성 공정의 3 단계를 거치게 됩니다.

• 전극 공정 순서

  Mixing

  전극 공정은 첫 단계로 활물질(화학적으로 반응하여 전기에너지를 만드는 물질)에 도전제, 바인더 및 용매를 섞어서 슬러리를 만드는 공정

  Coating & Drying

  극판의 전자기판 역할을 하는 집전체(알루미늄박, 동박) 상에 슬러리를 정해진 패턴 및 일정한 두께로 코팅 후 건조

  Pressing, Calendaring

  에너지 밀도의 증가를 위해서 롤로 압력을 가해 전극의 두께를 줄이는 공정

  이때 과도한 압연으로 인한 불량 및, 배터리 수명 저하등이 발생할 수 있으므로, 전극공정 중 높은 기술력과 경험이 필요한 공정

  Slitting

  기존 설계된 전지 규격에 맞게 전극의 폭을 자르는 공정

  Drying

  절단 공정 후 극판을 장시간 건조를 통해 수분을 제거하는 공정

• 조립 공정 순서 
  
  전지의 형태와 상관 없이 통일된 공정을 거치는 전극공정과 달리 조립 공정의 경우에는 전지 타입에 따라 제조공정이 조금씩 다릅니다.

  원통형

  양극, 음극 탭을 코팅이 안된 부위에 용접

  젤리롤을 원통에 삽입한 후 음극 탭은 원통 내부 중앙 바닥에 양극 탭은 상층 부의 하단에 용접

  전해액을 원통에 주입

  원통 밀봉

  원통 표면에 묻은 전해액 등을 물로 씻어낸 후 조립 완료

  
  각형

  양극, 음극 탭을 코팅이 안된 부위에 용접, 각형은 고출력을 요구하므로 집전체의 면적이 큼

  젤리롤을 통에 삽입한 후 양극 탭은 내부 측면에 음극 탭은 상부(Top cap)에 용접

  통과 상부(Top cap)을 레이저로 용접

  전해액 주입

  전해액 주입구를 볼(Ball)로 막고 밀봉

  
  파우치형

  양극, 음극 탭을 코팅이 안된 부위에 용접

  알루미늄 실링지로 제리롤 포켓과 에어 포켓을 성형 (에어 포켓은 화성공정인 Degassing 공정에 사용됨)

  젤리롤을 포켓에 넣고 진공상태를 만든 다음 전해액 주입 후 밀봉

  1차 충전 중 발생한 가스가 에어 포켓에 모이면 진공 실링 후 절단

   

• 화성 공정 순서
  
  화성공정의 경우도 전지의 형태에 따라 세부 공정에 차이가 있습니다, 일반적인 공정은 다음과 같습니다.

  
  Formation

  충방전을 통해 전지를 활성화 하고 방전 용량을 검사

  IR/OCV

  2차전지의 내부저항(IR) 및 개방회로전압(OCV)을 측정하여 배터리의 품질을 평가, 선별하는 공정

  Aging

  정해진 온/습도에서 일정 시간동안 보관하여 배터리 내부의 전해액을 충분히 분산시켜 이온 이동의 최적화 상태를 만드는 공정

   

2. 각 2차전지 제조 공정 및 관련 주 정리

 

상기 언급한 2차전지의 세부공정에 따른 장비 제조 업체를 아래 표로 정리 해 놓았습니다.
전기차 배터리 시장이 급성장하고 있는 상황이기 때문에, 관련 기업들의 주요 분야는 변동될 수 있고, 비상장 기업은 제외하였습니다.

공정	세부 공정	관련 기업
전극 공정	Mixing Coating & Drying Calendaring Slitting Vacuum Drying	티에스아이 씨아이에스 피앤티 에스에프에이 명성티앤에스
조립 공정	Winding Jelly-Roll insert Top cap welding Seam welding Electrolyte filling Ball welding	엠플러스 엔에스 디에이테크놀로지
화성 공정	Formation 　 　 　 OCV(Open Circuit Voltage) IR(Internal resistance) Aging Grading Selecting	피앤이솔루션 엔에스 삼지전자 에이프로 디에이테크놀로지 필옵틱스
기타 - 탈철		대보마그네틱
분리막 제조		명성티엔에스
자동화 및 테스트 장비		코윈테크 이노메트리 브이원텍

(자료: 각사, 메리츠증권)

 

3. 2차전지 장비 관련 기업들의 전망

지난 수개월 간의 2차전지 관련 종목들의 주가 흐름을 살펴보면 처음에 소재주 -> 배터리셀 -> 장비/설비의 순으로 움직이는 것 같습니다. 이미 오를 만큼 올랐는데 관련 영역 별, 종목 별 주가전망 등을 살펴본들 뭐하겠나 하는 분들도 있지만, 지난 글에서도 언급한 것처럼 2차전지에 대한 성장은 2020년대 중반까지 이어질 것으로 예상하기 때문에, 단기적인 움직임도 좋지만, 중장기적인 흐름을 이해하고 접근하는 게 좋다고 판단됩니다. 또한 반도체 이후 유가증권 시장에 마땅한 주도주가 없는 상황에 바이오, 언택트 그리고 전기차 배터리가 향후 주도주의 영역에서 치열한 접전을 예상하는데 무리가 없습니다.

 

8월 둘째 주부터 장비 관련 종목의 랠리에 대한 배경과 전망을 살펴보면 유럽시장의 움직임이라 말할 수 있습니다.

유럽 여러 나라들이 배터리 자체 생산에 대한 의지를 보이는 배경에는 현재 아시아 국가(한국, 일본, 중국)에 대한 의존도를 낮추고, 자국민들의 일자리 창출 기회를 만드는 목적이 있습니다. 하지만 유럽은 배터리 제조에 대한 원천 기술은 있지만, 문제는 양산 경험이 없습니다. 배터리 양산에는 상당한 비용 투자와 설비가 들어가며, 단 시간에 만들 수 없는 물리적 한계도 존재합니다. 따라서 유럽 각국은 이러한 배경과 배터리 원천 기술을 통한 양산을 위해 이미 양산을 하고 있는 한국, 일본 그리고 중국의 배터리 양산 업체들과 협력을 할 수밖에 없습니다. 

또한 유럽에는 유명한 완성차 업체들이 많은데, 추후 전기차를 제조한다고 가정하면 핵심인 배터리의 중요성을 간과할 수가 없습니다. 전기차의 원가에서 배터리가 차지하는 비중에 30~40%에 달하기 때문입니다.

 

유럽 각국의 배터리 양산을 위한 투자 계획 

 

 

- 유럽연합: 전기차 배터리 산업에 32억 유로(약 4조 1800억원) 보조금을 집행하기로 결정하였습니다.
- BMW: 배터리 원료인 리튬을 확보하기 위해 중국 간펑리튬과 장기 공급 계약을 체결하였습니다.
           이는 언젠가 BMW사도 배터리를 제조하겠다는 의지가 아닐까 예상합니다.

- 노스볼트: 2024년까지 24 Gwh, 2030년까지 150 Gwh 양산 목표

               (완성차 업체인 폭스바겐, 노스볼트에 1조 1700억 원 투자하여 합작사 설립) 

- 포르쉐: 커스텀셀즈와 합작사 셀포스 그룹 설립 후 프리미엄 전기차용 배터리 양산 목표

- 사프트: 과감한 투자로 연간 48 Gwh급 양산 목표
             푸조시트로엥그룹 산하 오펠은 사프트와 독일에 배터리 셀 공장 건설 추진
             2020년 하반기에 장비/설비 업체 수주 작업 진행 예정

- 프레위르: 2025년까지 연간 32 Gwh 양산 목표, 2023년부터 생산 시작

- 브리티시볼트: 연간 30 Gwh 양산 목표, 1단계 착공은 20201년 양산 시작은 2023년 시작

 

마무리

위에서 살펴본 것처럼, 유럽 시장의 움직임은 한국의 기업들에게 향후 몇 년간은 유리하게 전개될 수 있습니다.

파우치형 조립공정 기술을 가지고 있는 엠플러스의 경우 노스볼트, 사프트 등에 납품한 경험이 있어서 이들 업체와의 향후 양산에 대해 유리한 점이 있을 것이라 예상되고, 씨아이에스는 코팅장비를 그리고 피앤이솔루션의 경우 후공정 관련 장비를 노스볼트에 제공한 적이 있어서 유럽 배터리 회사들의 양산 움직임에 새로운 기회를 만들 수 있을 것이라 기대합니다. 

 

반면 엠플러스, 피앤이, 티에스아이는 2019년부터 노스볼트와 꾸준하게 수주활동을 하고 있지만 작년의 경우 중국 업체가 조립 공정 장비를 수주한 것으로 알려졌고, 국내 기업으로는 유일하게 씨아이에스가 전극 공정 장비 수주에 성공했습니다.  

유럽 각국의 배터리 자체 양산은 전반적으로 한국 배터리 산업에 악재가 될 수 있습니다. 하지만 양산의 경험이 없는 유럽 시장을 공략하여 호재로 만드는 것은 한국 정부와 기업들의 노력에 따를 것입니다. LG화학, 삼성SDI, SK이노베이션의 배터리셀 3사를 위시하여 모든 배터리 관련 기업들의 선전을 기대합니다.

 

향후 어떤 장비 관련 기업들이 위기를 기회로 만들지 궁금합니다.

다음 기회에 또 다루도록 하겠습니다.

 

코로나19 확산에 대비하시고 건강 유의하시기 바랍니다.

감사합니다. 
                     

[참고 할 글]

 

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