※ 주간 중국 리튬산업 동향 (2024. 03. 01. – 2024. 03. 08.)
● 리튬광석
다운스트림인 탄산리튬 가격이 계속 반등하면서 리튬광석 시장 상황도 개선되고 있음.
현재 시장에서는 고품위 리튬정광의 공급처를 찾기 어려워, 고품위 리튬정광 가격이 저품위 대비 가격 상승폭이 훨씬 높은 상황임.
지난 주 호주 리튬정광의 CIF가격의 변동이 없는 가운데 최근 리튬가격은 안정화되고 있음.
중국 지역의 리튬정광 가격은 대형업체들의 가격변동을 지켜보는 가운데 잠시 가격조정을 보여주고 있음.
아직 탄산리튬 제련 공장들의 가동률이 낮은 상태이기 때문에 리튬정광에 대한 수요는 제한적이며, 다운스트림 업체들도 아직 적극적인 구매움직임은 없는 상태임.
업계는 3월 이후 다운스트림 업체들의 공장 가동률 상승을 기다리면서 당분간 리튬광석 가격이 안정적으로 유지될 것으로 전망됨.
● 리튬염 (탄산리튬, 수산화리튬)
지난 주 시장 분위기가 호전되는 상황에서 장시지역 일부 업체들은 여전히 생산재개를 하지 못하고 있는 상황임.
장시지역 일부 업체들은 여전히 가동률이 높지 않은 상황에서 생산량이 감소하였음.
아직 다운스트림에서의 구매수요가 강하지는 않기 때문에 가격이 크게 변하기는 어려우며 당분간 리튬염 가격이 소폭 변동하는 정도에서 유지될 것으로 전망 됨.
지난 주 배터리급 탄산리튬 가격이 톤당 11.55만위안으로 전주대비 0.55만 위안 상승하였음.
배터리급 수산화리튬 가격도 톤당 9.50만위안으로 전주대비 0.5만위안 상승하였음.
지난 주초 탄산리튬 가격이 크게 오른 이후 주말에 다시 하락하기 시작하였음.
톤당 가격이 11만위안을 넘어서자 다운스트림의 구매의지가 줄어들었음.
● 리튬광석 재고
2024년 3월 8일 기준, 중국 항구와 내륙 창고의 리튬광석 재고는 9.9만톤으로 전주대비 0.4만톤 감소하였음.
시장에 유통가능한 리튬광석 재고가 낮은 수준으로 하락한 가운데, 대부분의 고품위 리튬광석의 재고가 많이 소진된 상황임.
중국 내 광산 가동률이 여전히 낮은 가운데, 현물 재고 중 품위 4% 이상의 리튬광석의 비중이 47%임.
https://baijiahao.baidu.com/s?id=1792945593892158791
● 리튬광석
다운스트림인 탄산리튬 가격이 계속 반등하면서 리튬광석 시장 상황도 개선되고 있음.
현재 시장에서는 고품위 리튬정광의 공급처를 찾기 어려워, 고품위 리튬정광 가격이 저품위 대비 가격 상승폭이 훨씬 높은 상황임.
지난 주 호주 리튬정광의 CIF가격의 변동이 없는 가운데 최근 리튬가격은 안정화되고 있음.
중국 지역의 리튬정광 가격은 대형업체들의 가격변동을 지켜보는 가운데 잠시 가격조정을 보여주고 있음.
아직 탄산리튬 제련 공장들의 가동률이 낮은 상태이기 때문에 리튬정광에 대한 수요는 제한적이며, 다운스트림 업체들도 아직 적극적인 구매움직임은 없는 상태임.
업계는 3월 이후 다운스트림 업체들의 공장 가동률 상승을 기다리면서 당분간 리튬광석 가격이 안정적으로 유지될 것으로 전망됨.
● 리튬염 (탄산리튬, 수산화리튬)
지난 주 시장 분위기가 호전되는 상황에서 장시지역 일부 업체들은 여전히 생산재개를 하지 못하고 있는 상황임.
장시지역 일부 업체들은 여전히 가동률이 높지 않은 상황에서 생산량이 감소하였음.
아직 다운스트림에서의 구매수요가 강하지는 않기 때문에 가격이 크게 변하기는 어려우며 당분간 리튬염 가격이 소폭 변동하는 정도에서 유지될 것으로 전망 됨.
지난 주 배터리급 탄산리튬 가격이 톤당 11.55만위안으로 전주대비 0.55만 위안 상승하였음.
배터리급 수산화리튬 가격도 톤당 9.50만위안으로 전주대비 0.5만위안 상승하였음.
지난 주초 탄산리튬 가격이 크게 오른 이후 주말에 다시 하락하기 시작하였음.
톤당 가격이 11만위안을 넘어서자 다운스트림의 구매의지가 줄어들었음.
● 리튬광석 재고
2024년 3월 8일 기준, 중국 항구와 내륙 창고의 리튬광석 재고는 9.9만톤으로 전주대비 0.4만톤 감소하였음.
시장에 유통가능한 리튬광석 재고가 낮은 수준으로 하락한 가운데, 대부분의 고품위 리튬광석의 재고가 많이 소진된 상황임.
중국 내 광산 가동률이 여전히 낮은 가운데, 현물 재고 중 품위 4% 이상의 리튬광석의 비중이 47%임.
https://baijiahao.baidu.com/s?id=1792945593892158791
※ 2024년 1월, 2월 중국 전기차 판매량
중국의 월별 통계를 분석할 때는 1월과 2월은 춘절연휴의 영향으로 통계 왜곡 현상이 나타날 수 있습니다.
때문에 일반적으로 중국에서는 1월과 2월을 묶어서 전년과 비교하는 통계를 많이 사용하곤 합니다.
중국의 1월 2월 누적 전기차 판매량은 도매의 경우 전년동기 대비 29% 증가하였으며, 소매는 37% 증가하여 견조한 모습을 보여주었습니다.
1월과 2월 중국 내수시장의 대표적 브랜드인 BYD와 테슬라의 누적 판매량이 각각 6% 감소하여 중국 전기차 시장의 성장이 둔화되었다고 말하기도 하지만, 대신 다른 로컬 브랜드인 Geely(190% 증가), Seres(485%증가), Leapmotor(334%증가)의 전기차 판매가 크게 늘어났기 때문입니다.
중국 전기차 시장이 중요한 이유는 아직까지 2차전지 소재 가격이 중국에 의해서 결정되어, 소재 가격이 올라가기 위해서는 중국 내수시장의 성장이 중요하기 때문입니다.
------
중국 CPCA에 따르면, 2024년 2월 중국 전기차 도매 판매량은 44.7만대로 전년동기대비 -10%, 전월대비 -35% 감소하였음.
1월부터 2월까지의 누적 전기차 도매판매량은 113.6만대로 전년동기(2023년 1월부터 2월)대비 29% 증가하였음.
자료인용 : Guosen Securities 발간 “리튬산업 주간 보고서” (2024. 03. 09)
중국의 월별 통계를 분석할 때는 1월과 2월은 춘절연휴의 영향으로 통계 왜곡 현상이 나타날 수 있습니다.
때문에 일반적으로 중국에서는 1월과 2월을 묶어서 전년과 비교하는 통계를 많이 사용하곤 합니다.
중국의 1월 2월 누적 전기차 판매량은 도매의 경우 전년동기 대비 29% 증가하였으며, 소매는 37% 증가하여 견조한 모습을 보여주었습니다.
1월과 2월 중국 내수시장의 대표적 브랜드인 BYD와 테슬라의 누적 판매량이 각각 6% 감소하여 중국 전기차 시장의 성장이 둔화되었다고 말하기도 하지만, 대신 다른 로컬 브랜드인 Geely(190% 증가), Seres(485%증가), Leapmotor(334%증가)의 전기차 판매가 크게 늘어났기 때문입니다.
중국 전기차 시장이 중요한 이유는 아직까지 2차전지 소재 가격이 중국에 의해서 결정되어, 소재 가격이 올라가기 위해서는 중국 내수시장의 성장이 중요하기 때문입니다.
------
중국 CPCA에 따르면, 2024년 2월 중국 전기차 도매 판매량은 44.7만대로 전년동기대비 -10%, 전월대비 -35% 감소하였음.
1월부터 2월까지의 누적 전기차 도매판매량은 113.6만대로 전년동기(2023년 1월부터 2월)대비 29% 증가하였음.
자료인용 : Guosen Securities 발간 “리튬산업 주간 보고서” (2024. 03. 09)
※ 2024년 2월 미국 및 유럽 주요 9개국 전기차 판매량
● 미국 전기차 판매
2024년 2월 미국 전기차 판매량은 12.52만대로 전년동월대비 18%, 전월대비 8% 증가하였으며, 전기차의 침투율은 9.9%였음.
● 유럽 주요 9개국 전기차 판매
2024년 2월 유럽 주요 9개국 전기차 판매량은 14.72만대로 전년동월대비 9%, 전월 대비 7% 증가하였음. 전기차의 침투율은 19.8%임.
독일의 2월 전기차 판매량은 3.69만대로 전년대비 -5% 감소하였으며, 전월대비로는 14% 증가하였음.
프랑스의 2월 전기차 판매량은 3.06만대로 전년대비 25% 증가하였으며, 전월대비로는 28% 증가하였음.
영국의 2월 전기차 판매량은 2.11만대로 전년대비 24% 증가하였으며, 전월대비로는 -36% 감소하였음.
자료인용 : Guosen Securities 발간 “리튬산업 주간 보고서” (2024. 03. 09)
● 미국 전기차 판매
2024년 2월 미국 전기차 판매량은 12.52만대로 전년동월대비 18%, 전월대비 8% 증가하였으며, 전기차의 침투율은 9.9%였음.
● 유럽 주요 9개국 전기차 판매
2024년 2월 유럽 주요 9개국 전기차 판매량은 14.72만대로 전년동월대비 9%, 전월 대비 7% 증가하였음. 전기차의 침투율은 19.8%임.
독일의 2월 전기차 판매량은 3.69만대로 전년대비 -5% 감소하였으며, 전월대비로는 14% 증가하였음.
프랑스의 2월 전기차 판매량은 3.06만대로 전년대비 25% 증가하였으며, 전월대비로는 28% 증가하였음.
영국의 2월 전기차 판매량은 2.11만대로 전년대비 24% 증가하였으며, 전월대비로는 -36% 감소하였음.
자료인용 : Guosen Securities 발간 “리튬산업 주간 보고서” (2024. 03. 09)
미국 전기차판매량은 성장세를 보여주고 있으나, 성장률은 전년대비 다소 둔화되는 조짐을 보여주고 있습니다.
때문에 보도나 일부 시장 참여자들이 미국 전기차 산업 성장에 대해서 우려를 표하기도 하는데, 그 이면을 보면 FEOC로 인하여 중국산 부품(전해액, 분리막)이 사용된 전기차에 대한 IRA 보조금 지급이 중단된 영향이 크다고 할 수 있습니다.
실제로 2023년 보조금 대상 차량이 43개에서 2024년에는 19개로 감소하였습니다.
BEV 35모델(7,500달러 25개 모델 / 3,500달러 10개 모델), PHEV 8개모델 (7,500달러 2개 모델 / 3,500달러 6개 모델)에서 19개모델(BEV 14개, PHEV 5개 모델)로 축소.
특히 인기모델인 테슬라 모델3, GM 쉐보레 등이 보조금 대상에서 제외되었습니다.
그러나 중국산 소재를 배재한 배터리로 바뀐 이후 Honda Prologue가 7,500달러 보조금 대상으로 다시 포함된 것과 같이 앞으로 IRA 보조금 대상 차량이 늘어나게 된다면 미국 전기차 시장의 판매도 빠르게 증가할 것으로 예측되고 있습니다.
참고로 Honda Prologue는 얼티엄배터리를 장착한 것으로 보도되고 있는데, LG엔솔-GM의 합작공장인 얼티엄셀즈는 기존 전해액 공급사인 Capchem과 분리막 공급사인 상해은첩 대신 한국(엔켐)과 일본 업체(도레이)로 공급처를 대체하였습니다.
Honda Prologue의 보조금 대상 되었다는 것은 이들 소재에 대한 교체작업이 순조롭게 이어지고 있음을 증명한다고 볼 수 있습니다.
---------
※ 2024년 2월 미국 전기차(BEV, P/HEV) 판매
2024년 2월 미국 전기차 판매량은 125,216대로 전년동월대비 18%, 전월대비 8% 증가하였음.
이 중, 순수전기차의 판매량은 97,554대로 전년동월대비 10%, 전월대비 7% 증가하였음.
1월부터 2월까지의 미국 전기차 누적 판매량은 241,174대로 전년동기대비 17% 증가하였으며, 전기차 침투율은 10.3%임.
자료인용 : Soochow Securities 발간 “전력설비산업 주간보고서” (24. 03. 10.)
https://insideevs.com/news/711222/honda-prologue-7500-tax-credit/amp/
때문에 보도나 일부 시장 참여자들이 미국 전기차 산업 성장에 대해서 우려를 표하기도 하는데, 그 이면을 보면 FEOC로 인하여 중국산 부품(전해액, 분리막)이 사용된 전기차에 대한 IRA 보조금 지급이 중단된 영향이 크다고 할 수 있습니다.
실제로 2023년 보조금 대상 차량이 43개에서 2024년에는 19개로 감소하였습니다.
BEV 35모델(7,500달러 25개 모델 / 3,500달러 10개 모델), PHEV 8개모델 (7,500달러 2개 모델 / 3,500달러 6개 모델)에서 19개모델(BEV 14개, PHEV 5개 모델)로 축소.
특히 인기모델인 테슬라 모델3, GM 쉐보레 등이 보조금 대상에서 제외되었습니다.
그러나 중국산 소재를 배재한 배터리로 바뀐 이후 Honda Prologue가 7,500달러 보조금 대상으로 다시 포함된 것과 같이 앞으로 IRA 보조금 대상 차량이 늘어나게 된다면 미국 전기차 시장의 판매도 빠르게 증가할 것으로 예측되고 있습니다.
참고로 Honda Prologue는 얼티엄배터리를 장착한 것으로 보도되고 있는데, LG엔솔-GM의 합작공장인 얼티엄셀즈는 기존 전해액 공급사인 Capchem과 분리막 공급사인 상해은첩 대신 한국(엔켐)과 일본 업체(도레이)로 공급처를 대체하였습니다.
Honda Prologue의 보조금 대상 되었다는 것은 이들 소재에 대한 교체작업이 순조롭게 이어지고 있음을 증명한다고 볼 수 있습니다.
---------
※ 2024년 2월 미국 전기차(BEV, P/HEV) 판매
2024년 2월 미국 전기차 판매량은 125,216대로 전년동월대비 18%, 전월대비 8% 증가하였음.
이 중, 순수전기차의 판매량은 97,554대로 전년동월대비 10%, 전월대비 7% 증가하였음.
1월부터 2월까지의 미국 전기차 누적 판매량은 241,174대로 전년동기대비 17% 증가하였으며, 전기차 침투율은 10.3%임.
자료인용 : Soochow Securities 발간 “전력설비산업 주간보고서” (24. 03. 10.)
https://insideevs.com/news/711222/honda-prologue-7500-tax-credit/amp/
※ 무수수산화리튬 임가공 사업
● 무수수산화리튬
기존의 수산화리튬 일수화물은 47%의 수분이 있는데, 이 수분을 건조 공정을 통해 증발시켜 함수율을 0.02%이하로 만든 리튬을 무수수산화리튬이라고 함.
수분함량 감소를 통해 수산화리튬 중량을 53% 감소 시켜, 수산화리튬 일수화물 대비 20 – 25%의 생산성을 향상시킬 수 있음.
또한 양극재 설비의 고장원인 중 하나인 수분이 제거된 상태로 양극재 제조공정에 투입되어 설비 운용비용을 줄일 수 있음.
무수수산화리튬을 사용하여 양극재를 만들게 되면, 수산화리튬 일수화물 대비 줄어든 부피만큼 양극재, 수산화리튬, 양극재 첨가제(바인더, 도전재 등)를 더 넣어 배터리의 에너지밀도 및 성능을 향상 시킬 수 있음.
○ 배터리의 에너지밀도를 높이기 위한 방법.
1) 니켈의 함량을 높임.
2) 배터리의 전압을 높임. P(W) = i(A) X E(V) (고전압을 위해 단결정 양극재 사용)
3) 실리콘 음극재를 사용
4) 무수수산화리튬을 사용
● 수산화리튬 임가공업의 특징
수산화리튬 임가공은 분쇄와 건조로 크게 나눌 수 있으며 핵심 설비는 제트밀과 건조기(주로 전기히터)임.
수산화리튬 입자를 제트밀을 통해 마이크로미터 단위로 분쇄.
전기히터(건조기)를 통해 분쇄된 수산화리튬을 건조. 이때 수분함량을 0.02% 이하로 줄이게 되면 무수수산화리튬이 됨.
무수수산화리튬을 만들기 위해서는 분쇄와 건조의 발란스가 중요함. 특히 건조 시 수산화리튬의 수율이 중요.
수산화리튬 임가공업의 경쟁력은 건조 시 얼마나 빠르게 건조할 수 있느냐 임. (높은 온도와 열유지가 중요)
전기히터의 전력사용량이 매우 크기 때문에 높은 온도를 통해 빠르게 건조하는 것이 생산성을 높임과 동시에 전력비용을 절감할 수 있음.
임가공업의 경쟁력 = 얼마나 저렴하게(전기비를 아끼면서) 생산 할 수 있는가.
● 무수수산화리튬 임가공 사업업체
강원에너지와 비상장사인 JS테크가 가장 활발히 무수수산화리튬 사업을 확대하고 있음.
금양, 대보마그네틱 등의 업체가 무수수산화리튬 임가공이 가능한 것으로 말하고 있음.
금양은 에스엠랩에 공급하기 위한 내재화 물량 대응
대보마그네틱은 LG화학에 납품 (무수수산화리튬, 수산화리튬 일수화물 중 어느 것이 메인 인지 알기 어려움.)
미래나노텍은 무수수산화리튬 파일럿 설비 가동 중이며 아직 양산을 하고 있지는 않음. 포스코퓨처엠에 수산화리튬 일수화물을 납품.
● 무수수산화리튬
기존의 수산화리튬 일수화물은 47%의 수분이 있는데, 이 수분을 건조 공정을 통해 증발시켜 함수율을 0.02%이하로 만든 리튬을 무수수산화리튬이라고 함.
수분함량 감소를 통해 수산화리튬 중량을 53% 감소 시켜, 수산화리튬 일수화물 대비 20 – 25%의 생산성을 향상시킬 수 있음.
또한 양극재 설비의 고장원인 중 하나인 수분이 제거된 상태로 양극재 제조공정에 투입되어 설비 운용비용을 줄일 수 있음.
무수수산화리튬을 사용하여 양극재를 만들게 되면, 수산화리튬 일수화물 대비 줄어든 부피만큼 양극재, 수산화리튬, 양극재 첨가제(바인더, 도전재 등)를 더 넣어 배터리의 에너지밀도 및 성능을 향상 시킬 수 있음.
○ 배터리의 에너지밀도를 높이기 위한 방법.
1) 니켈의 함량을 높임.
2) 배터리의 전압을 높임. P(W) = i(A) X E(V) (고전압을 위해 단결정 양극재 사용)
3) 실리콘 음극재를 사용
4) 무수수산화리튬을 사용
● 수산화리튬 임가공업의 특징
수산화리튬 임가공은 분쇄와 건조로 크게 나눌 수 있으며 핵심 설비는 제트밀과 건조기(주로 전기히터)임.
수산화리튬 입자를 제트밀을 통해 마이크로미터 단위로 분쇄.
전기히터(건조기)를 통해 분쇄된 수산화리튬을 건조. 이때 수분함량을 0.02% 이하로 줄이게 되면 무수수산화리튬이 됨.
무수수산화리튬을 만들기 위해서는 분쇄와 건조의 발란스가 중요함. 특히 건조 시 수산화리튬의 수율이 중요.
수산화리튬 임가공업의 경쟁력은 건조 시 얼마나 빠르게 건조할 수 있느냐 임. (높은 온도와 열유지가 중요)
전기히터의 전력사용량이 매우 크기 때문에 높은 온도를 통해 빠르게 건조하는 것이 생산성을 높임과 동시에 전력비용을 절감할 수 있음.
임가공업의 경쟁력 = 얼마나 저렴하게(전기비를 아끼면서) 생산 할 수 있는가.
● 무수수산화리튬 임가공 사업업체
강원에너지와 비상장사인 JS테크가 가장 활발히 무수수산화리튬 사업을 확대하고 있음.
금양, 대보마그네틱 등의 업체가 무수수산화리튬 임가공이 가능한 것으로 말하고 있음.
금양은 에스엠랩에 공급하기 위한 내재화 물량 대응
대보마그네틱은 LG화학에 납품 (무수수산화리튬, 수산화리튬 일수화물 중 어느 것이 메인 인지 알기 어려움.)
미래나노텍은 무수수산화리튬 파일럿 설비 가동 중이며 아직 양산을 하고 있지는 않음. 포스코퓨처엠에 수산화리튬 일수화물을 납품.
※ Tinci, LiPF6 생산시설 가동 일시중단
2024년 3월 11일, 글로벌 1위 LiPF6 생산업체인 Tinci가 3만톤 규모의 LiPF6 생산라인의 가동을 보수작업을 위해 일시 중단하였음.
EV Tank에 따르면, 2023년 글로벌 LiPF6의 출하량은 16.9만톤이며 이 중 Tinci(天赐材料), DFD(多氟多), Tonze New Energy(天际股份) 3개 업체의 글로벌 시장 점유율은 62.7%였음.
참고로 글로벌 LiPF6의 생산 Capa는 36만톤임.
2024년 1분기 평균, 중국 LiPF6가격은 7.5만위안(약 1,300만원)/톤이었으며, 이는 2023년 초 23만위안(약 4,200만원) 대비 약 70% 하락한 가격임.
탄산리튬 가격이 하락을 멈추고 반등하는 것을 고려할 때 LiPF6가격도 이에 따라 올라갈 것으로 전망됨.
특히 시장 1위 업체인 Tinci가 3만톤 규모의 LiPF6생산 라인에 대한 30일 간의 보수작업으로 생산을 중단하였기 때문에 LiPF6가격은 단기적으로 상승할 것임.
자료인용 : Minmetals Securities 발간 “Tinci, LiPF6 생산시설 중단관련 보고서” (2024. 03. 13)
2024년 3월 11일, 글로벌 1위 LiPF6 생산업체인 Tinci가 3만톤 규모의 LiPF6 생산라인의 가동을 보수작업을 위해 일시 중단하였음.
EV Tank에 따르면, 2023년 글로벌 LiPF6의 출하량은 16.9만톤이며 이 중 Tinci(天赐材料), DFD(多氟多), Tonze New Energy(天际股份) 3개 업체의 글로벌 시장 점유율은 62.7%였음.
참고로 글로벌 LiPF6의 생산 Capa는 36만톤임.
2024년 1분기 평균, 중국 LiPF6가격은 7.5만위안(약 1,300만원)/톤이었으며, 이는 2023년 초 23만위안(약 4,200만원) 대비 약 70% 하락한 가격임.
탄산리튬 가격이 하락을 멈추고 반등하는 것을 고려할 때 LiPF6가격도 이에 따라 올라갈 것으로 전망됨.
특히 시장 1위 업체인 Tinci가 3만톤 규모의 LiPF6생산 라인에 대한 30일 간의 보수작업으로 생산을 중단하였기 때문에 LiPF6가격은 단기적으로 상승할 것임.
자료인용 : Minmetals Securities 발간 “Tinci, LiPF6 생산시설 중단관련 보고서” (2024. 03. 13)
※ 미국, 유럽 전체 자동차 시장의 회복과 전기차 판매량 성장
유럽과 미국의 전체 자동차 시장은 코로나19 이전의 판매량을 여전히 회복하고 있지 못하는 모습을 보여주고 있습니다.
특히 유럽의 경우 2023년 전체 자동차시장의 규모가 약 1,300만대로 코로나 이전인 2019년의 약 1,600만대보다 약 300만대가 덜 팔리고 있습니다(-20%감소).
미국의 경우도 유럽보다는 상황이 많이 양호하지만, 2023년 전체 자동차시장의 판매수량이 약 1580만대로 코로나 이전이었던 2019년의 약 1,750만대보다 약 10%정도 전체시장이 줄어 있는 상황입니다.
이는 코로나19 이후, 인플레이션, 고금리, 우크라이나-러시아 전쟁, 공급망 문제 등 여러 요인들이 합쳐진 결과입니다.
미국과 유럽의 전체 자동차시장이 2022년대비 2023년 회복하는 모습(특히 미국)을 보여주고 있으며, 2024년에도 회복될 것으로 보이며 특히 하반기 금리인하가 시작된다면 자동차시장도 빠르게 회복될 것 수 있을 것으로 전망됩니다.
지난 코로나 이후 전체 자동차 시장이 침체를 겪고 있는 가운데서도 미국과 유럽의 전기차 판매율은 큰 폭의 성장세를 보여주었으며 전기차의 침투율은 빠르게 상승하였습니다.
전체 자동차 시장이 회복된다면 전기차의 판매량은 내연차의 성장률을 훨씬 더 상회할 것으로 전망됩니다.
전기차 시장을 볼 때, 코로나 이전과 현재의 상황을 비교하면서 자동차 시장 자체의 회복속도도 함께 고려해볼 필요가 있다고 보여집니다.
최근 전기차 시장의 캐즘을 얘기하는데, 특히 미국과 같이 전기차 침투율이 10%도 미치지 못하는 시장에서(이미 유럽은 25%이상, 중국은 30%이상) 캐즘으로만 미국 전기차 시장을 평가하는 것은 논리적 문제가 있다고 생각하며, 미국의 전기차 시장 판매량 증가는 캐즘보다는 전체 자동차 시장의 규모가 얼마나 빠르게 코로나시절 이전을 회복하느냐가 더 중요하다고 할 수 있습니다.
------
2023년 유럽의 전기차 판매량(등록 기준)은 300.9만대로 전년대비 16.2% 성장하였으며, 누적침투율은 23.4%였음.
2023년 미국의 전기차 판매량(등록 기준)은 143.2만대로 전년대비 53.7% 성장하였으며, 누적침투율은 9.2%였음.
자료인용 : Dongxing Securities 발간 “2024년 전기차 투자전략” (2023. 03. 14)
유럽과 미국의 전체 자동차 시장은 코로나19 이전의 판매량을 여전히 회복하고 있지 못하는 모습을 보여주고 있습니다.
특히 유럽의 경우 2023년 전체 자동차시장의 규모가 약 1,300만대로 코로나 이전인 2019년의 약 1,600만대보다 약 300만대가 덜 팔리고 있습니다(-20%감소).
미국의 경우도 유럽보다는 상황이 많이 양호하지만, 2023년 전체 자동차시장의 판매수량이 약 1580만대로 코로나 이전이었던 2019년의 약 1,750만대보다 약 10%정도 전체시장이 줄어 있는 상황입니다.
이는 코로나19 이후, 인플레이션, 고금리, 우크라이나-러시아 전쟁, 공급망 문제 등 여러 요인들이 합쳐진 결과입니다.
미국과 유럽의 전체 자동차시장이 2022년대비 2023년 회복하는 모습(특히 미국)을 보여주고 있으며, 2024년에도 회복될 것으로 보이며 특히 하반기 금리인하가 시작된다면 자동차시장도 빠르게 회복될 것 수 있을 것으로 전망됩니다.
지난 코로나 이후 전체 자동차 시장이 침체를 겪고 있는 가운데서도 미국과 유럽의 전기차 판매율은 큰 폭의 성장세를 보여주었으며 전기차의 침투율은 빠르게 상승하였습니다.
전체 자동차 시장이 회복된다면 전기차의 판매량은 내연차의 성장률을 훨씬 더 상회할 것으로 전망됩니다.
전기차 시장을 볼 때, 코로나 이전과 현재의 상황을 비교하면서 자동차 시장 자체의 회복속도도 함께 고려해볼 필요가 있다고 보여집니다.
최근 전기차 시장의 캐즘을 얘기하는데, 특히 미국과 같이 전기차 침투율이 10%도 미치지 못하는 시장에서(이미 유럽은 25%이상, 중국은 30%이상) 캐즘으로만 미국 전기차 시장을 평가하는 것은 논리적 문제가 있다고 생각하며, 미국의 전기차 시장 판매량 증가는 캐즘보다는 전체 자동차 시장의 규모가 얼마나 빠르게 코로나시절 이전을 회복하느냐가 더 중요하다고 할 수 있습니다.
------
2023년 유럽의 전기차 판매량(등록 기준)은 300.9만대로 전년대비 16.2% 성장하였으며, 누적침투율은 23.4%였음.
2023년 미국의 전기차 판매량(등록 기준)은 143.2만대로 전년대비 53.7% 성장하였으며, 누적침투율은 9.2%였음.
자료인용 : Dongxing Securities 발간 “2024년 전기차 투자전략” (2023. 03. 14)
※ 중국 배터리 업체들의 해외시장 진출
중국 배터리업체들은 유럽을 중심으로 해외진출을 적극적으로 추진하고 있음.
● 북미
미국의 전동화 속도는 북미지역에서의 생산Capa 부족으로 제약을 받고 있는 상황임.
2023년 약 150만대의 전기차가 미국에서 판매되었으며, 이는 100Gwh의 배터리가 필요함.
2023년 기준 파나소닉, LG엔솔, SK온의 미국 규모 합계는 75 – 81Gwh였으며, 이들 업체들의 가동률과 수율 등을 고려하였을 때 최소 20Gwh 이상의 Capa 부족이 있었음.
미국 시장은 보조금 정책의 강도가 강하고 보조금 지급 시기도 길지만, 중국 업체들이 진입장벽이 매우 높은 시장임.
한국과 일본 업체들이 적극적으로 합작사 등을 통해 빠르게 북미에 진출하고 있어, 시간 상 중국 업체들이 미국시장에서 자리잡기는 어려울 것으로 보임.
● 유럽
1) CATL
독일에서 28Gwh 규모의 생산시설을 가동 및 확장 중
헝가리에 100Gwh 규모의 생산시설 건설을 추진 중에 있으며, 2023년 10월 1기 생산시설이 착공되었으며, 완공까지는 약 2년 정도의 시간이 필요할 것으로 보임.
2) Guoxuan (Gotion Hightech)
독일 괴팅겐(Gottingen)에서 배터리 팩 생산라인의 가동을 시작하였음. 총 4단계에 걸쳐 2025년까지 총 20Gwh의 Pack 생산시설을 건설할 계획.
InoBat과의 합작공장을 통해 슬로베키아에 40Gwh의 배터리 공장을 건설할 계획. (완공일자 미정)
모로코에 100Gwh의 생산시설을 건설할 계획 (완공일자 미정)
3) EVE
헝가리에 2027년까지 28Gwh의 배터리 생산시설을 건설할 계획
4) CALB, Sunwoda, Farasis
유럽 내에 신규 배터리 공장을 건설할 계획을 발표. (완공일자 미정)
자료인용 : Dongxing Securities 발간 “2024년 전기차 투자전략” (2023. 03. 14)
중국 배터리업체들은 유럽을 중심으로 해외진출을 적극적으로 추진하고 있음.
● 북미
미국의 전동화 속도는 북미지역에서의 생산Capa 부족으로 제약을 받고 있는 상황임.
2023년 약 150만대의 전기차가 미국에서 판매되었으며, 이는 100Gwh의 배터리가 필요함.
2023년 기준 파나소닉, LG엔솔, SK온의 미국 규모 합계는 75 – 81Gwh였으며, 이들 업체들의 가동률과 수율 등을 고려하였을 때 최소 20Gwh 이상의 Capa 부족이 있었음.
미국 시장은 보조금 정책의 강도가 강하고 보조금 지급 시기도 길지만, 중국 업체들이 진입장벽이 매우 높은 시장임.
한국과 일본 업체들이 적극적으로 합작사 등을 통해 빠르게 북미에 진출하고 있어, 시간 상 중국 업체들이 미국시장에서 자리잡기는 어려울 것으로 보임.
● 유럽
1) CATL
독일에서 28Gwh 규모의 생산시설을 가동 및 확장 중
헝가리에 100Gwh 규모의 생산시설 건설을 추진 중에 있으며, 2023년 10월 1기 생산시설이 착공되었으며, 완공까지는 약 2년 정도의 시간이 필요할 것으로 보임.
2) Guoxuan (Gotion Hightech)
독일 괴팅겐(Gottingen)에서 배터리 팩 생산라인의 가동을 시작하였음. 총 4단계에 걸쳐 2025년까지 총 20Gwh의 Pack 생산시설을 건설할 계획.
InoBat과의 합작공장을 통해 슬로베키아에 40Gwh의 배터리 공장을 건설할 계획. (완공일자 미정)
모로코에 100Gwh의 생산시설을 건설할 계획 (완공일자 미정)
3) EVE
헝가리에 2027년까지 28Gwh의 배터리 생산시설을 건설할 계획
4) CALB, Sunwoda, Farasis
유럽 내에 신규 배터리 공장을 건설할 계획을 발표. (완공일자 미정)
자료인용 : Dongxing Securities 발간 “2024년 전기차 투자전략” (2023. 03. 14)
※ 중국 배터리 재고 및 재고산회전일수
2020년부터 2022년까지 전기차/배터리 산업의 급성장이 2023년부터 주춤해지면서, 배터리 산업체인의 과잉 Capa 문제가 심각해 졌음.
2022년 4분기 산업 내 전체 재고가치가 1,236억위안(약 23조원)까지 증가하였음.
중국 배터리산업의 재고는 2022년 4분기부터 감소사이클에 진입하였으며, 2023년 3분기 기준 약 800억 위안까지 감소하였음.
중국의 배터리산업 재고와 재고자산회전일수는 동시에 감소하고 있는 상황임.
2023년 3분기 기준, 재고자산회전일수가 2018년 2분기 수준까지 줄어들어 있으며, 전반적인 산업의 재고감소는 막바지에 다다른 것으로 보고 있음.
2023년 4분기의 전기차 수요가 높았으며, 2024년에도 전기차 시장이 비교적 괜찮을 것으로 예상되어 배터리산업의 전반적인 재고상황은 낮은 수준을 유지할 것으로 전망됨.
자료인용 : Dongxing Securities 발간 “2024년 전기차 투자전략” (2023. 03. 14)
2020년부터 2022년까지 전기차/배터리 산업의 급성장이 2023년부터 주춤해지면서, 배터리 산업체인의 과잉 Capa 문제가 심각해 졌음.
2022년 4분기 산업 내 전체 재고가치가 1,236억위안(약 23조원)까지 증가하였음.
중국 배터리산업의 재고는 2022년 4분기부터 감소사이클에 진입하였으며, 2023년 3분기 기준 약 800억 위안까지 감소하였음.
중국의 배터리산업 재고와 재고자산회전일수는 동시에 감소하고 있는 상황임.
2023년 3분기 기준, 재고자산회전일수가 2018년 2분기 수준까지 줄어들어 있으며, 전반적인 산업의 재고감소는 막바지에 다다른 것으로 보고 있음.
2023년 4분기의 전기차 수요가 높았으며, 2024년에도 전기차 시장이 비교적 괜찮을 것으로 예상되어 배터리산업의 전반적인 재고상황은 낮은 수준을 유지할 것으로 전망됨.
자료인용 : Dongxing Securities 발간 “2024년 전기차 투자전략” (2023. 03. 14)
※ 2024년 중국 배터리업계 수급상황 개선 전망
2022년 하반기 이후 주요 배터리 및 소재업체들은 Capa확장 속도를 조절하기 시작하였고, 이후 Capex 지출이 계속 둔화되었음.
2023년 1분기부터 Capex는 전년동기 대비 마이너스로 돌아섰음.
CATL는 2022년 4분기부터 Capex가 YoY로 줄어들기 시작하였고, 다른 주요 배터리, 소재업체들의 Capex도 2023년 1분기부터 줄어들기 시작하였음.
2023년 11월, 상하이와 선전 거래소는 상장 기업의 자금조달과 리파이낸싱에 대해 보다 엄격한 조치를 취하였으며 이는 다시 상장업체들의 자본압박으로 작용하여 Capex 증가에 부정적 영향을 주었음.
2024년에도 계속해서 주요 업체들의 Capex 확대가 둔화될 것으로 예상되며, 동시에 낙후시설의 가동중단도 점차적으로 시작될 것으로 보여 전체적인 2차전지 시장의 수급이 개선될 것으로 예상.
자료인용 : Dongxing Securities 발간 “2024년 전기차 투자전략” (2023. 03. 14)
2022년 하반기 이후 주요 배터리 및 소재업체들은 Capa확장 속도를 조절하기 시작하였고, 이후 Capex 지출이 계속 둔화되었음.
2023년 1분기부터 Capex는 전년동기 대비 마이너스로 돌아섰음.
CATL는 2022년 4분기부터 Capex가 YoY로 줄어들기 시작하였고, 다른 주요 배터리, 소재업체들의 Capex도 2023년 1분기부터 줄어들기 시작하였음.
2023년 11월, 상하이와 선전 거래소는 상장 기업의 자금조달과 리파이낸싱에 대해 보다 엄격한 조치를 취하였으며 이는 다시 상장업체들의 자본압박으로 작용하여 Capex 증가에 부정적 영향을 주었음.
2024년에도 계속해서 주요 업체들의 Capex 확대가 둔화될 것으로 예상되며, 동시에 낙후시설의 가동중단도 점차적으로 시작될 것으로 보여 전체적인 2차전지 시장의 수급이 개선될 것으로 예상.
자료인용 : Dongxing Securities 발간 “2024년 전기차 투자전략” (2023. 03. 14)
※ 중국 나트륨 배터리
주행거리에 대한 요구가 높지 않고, 가격에 민감한 Class A급(소형차) 이하의 전기차에서 나트륨배터리가 주목을 받고 있으며, 나트륨배터리를 탑재한 전기차들이 출시되고 있음.
(Class A : 소형차, Class B : 중형 세단, Class C : 프리미엄 세단, Class D : 고급 세단)
2023년 2월 JAC(江淮汽车)는 Haina Battery(中科海)의 나트륨배터리를 탑재한 EX10 전기차를 출시하였으며, 2023년 6월 중국 공신부는 체리QQ아이스크림(奇瑞QQ冰淇淋)과 JMC의 Moon Rabbit(江铃羿驰玉兔) 2종의 차량을 나트륨배터리 차량에 등록하였음.
체리QQ는 CATL의 나트륨배터리를 JMC는 Farasis의 나트륨배터리를 탑재하였음.
향후 중국 소형차 부문에서 나트륨배터리의 채택이 계속 증가할 것임.
2022년말 기준 나트륨배터리의 중국 내 Capa는 Haina Battery의 2Gwh에 불과하였으나 이후 여러 배터리업체들이 나트륨배터리 사업에 진출하였음.
현재 약 20개 기업이 나트륨배터리 생산 계획을 밝혔으며, 일부 업체들의 Capa는 2023년부터 2024년까지 Gwh급의 생산시설을 갖출 것으로 예상됨.
2024년부터 나트륨배터리의 산업화가 시작될 것으로 전망되며, 전기오토바이와 같은 소형 모빌리티 및 소형차에서 나트륨배터리가 채택될 것이며, ESS에도 적용될 것으로 전망됨.
자료인용 : Dongxing Securities 발간 “2024년 전기차 투자전략” (2023. 03. 14)
주행거리에 대한 요구가 높지 않고, 가격에 민감한 Class A급(소형차) 이하의 전기차에서 나트륨배터리가 주목을 받고 있으며, 나트륨배터리를 탑재한 전기차들이 출시되고 있음.
(Class A : 소형차, Class B : 중형 세단, Class C : 프리미엄 세단, Class D : 고급 세단)
2023년 2월 JAC(江淮汽车)는 Haina Battery(中科海)의 나트륨배터리를 탑재한 EX10 전기차를 출시하였으며, 2023년 6월 중국 공신부는 체리QQ아이스크림(奇瑞QQ冰淇淋)과 JMC의 Moon Rabbit(江铃羿驰玉兔) 2종의 차량을 나트륨배터리 차량에 등록하였음.
체리QQ는 CATL의 나트륨배터리를 JMC는 Farasis의 나트륨배터리를 탑재하였음.
향후 중국 소형차 부문에서 나트륨배터리의 채택이 계속 증가할 것임.
2022년말 기준 나트륨배터리의 중국 내 Capa는 Haina Battery의 2Gwh에 불과하였으나 이후 여러 배터리업체들이 나트륨배터리 사업에 진출하였음.
현재 약 20개 기업이 나트륨배터리 생산 계획을 밝혔으며, 일부 업체들의 Capa는 2023년부터 2024년까지 Gwh급의 생산시설을 갖출 것으로 예상됨.
2024년부터 나트륨배터리의 산업화가 시작될 것으로 전망되며, 전기오토바이와 같은 소형 모빌리티 및 소형차에서 나트륨배터리가 채택될 것이며, ESS에도 적용될 것으로 전망됨.
자료인용 : Dongxing Securities 발간 “2024년 전기차 투자전략” (2023. 03. 14)
※ 삼성SDI 전고체 배터리에 대한 의문점과 문제점
● 삼성SDI 전고체배터리 로드맵 (A, B, C 샘플)
이번 인터배터리2024에서 삼성SDI의 전고체 로드맵 발표(2027년에 양산시작)를 통해 전고체 배터리에 대한 시장의 관심이 높아졌습니다.
삼성SDI는 2024년부터 26년까지 A, B, C 샘플을 고객사에게 제공하고 27년에 전기차에 적용할 시제품을 양산한다는 계획인데, 지금까지 한 번도 구체적인 로드맵을 공개한 적이 없다 이번에 발표함으로써 의미는 있지만 A, B, C 샘플의 의미를 알면 이러한 삼성SDI의 로드맵에 무리가 있어 보이는 것도 사실입니다.
먼저 A, B, C 샘플에 대해서 간단히 알아보면,
A샘플은 테스트 수준, B샘플은 완성품, C샘플은 양산성에 대해 고객사에게 검증을 받는 것이라고 이해할 수 있습니다. 즉, A 테스트, B 프로토, C 파일럿으로 보면 좀 더 이해하기가 용이합니다.
2차전지의 경우 각각의 샘플은 대략 약 1년정도가 소요되는데 삼성SDI의 로드맵도 각 샘플제공에 1년의 시간을 가정하고 있습니다.
그러나 여기서 문제점은 전고체 배터리는 기존 2차전지 배터리/소재 대비 훨씬 난이도가 높은 공정을 지니고 있다는 점입니다.
2차전지 산업에서 흔히 적용되는 샘플a,b,c의 소요기간 1년씩을 적용하기에 매우 무리가 있는 스케줄이라는 점입니다.
삼성SDI에 따르면 20ah 수준(4.4V 전압 가정 시 88wh)의 프로토타입 전고체 셀을 2년만에 중대형 배터리 수준인 60ah(4.4V 전압 가정 시 264wh)수준으로 늘릴 수 있다는 얘기하고 있는데 이에 대해서 2차전지/전기차 관련 엔지니어들은 대부분 회의적인 시각을 가지고 있습니다. (개인적으로 주변에 여러 사람들에게 문의를 해봤습니다.)
실제로 얼마전 투자자들에게 전고체 배터리 성능이 과장되었다고 피소(미 증권거래소법 제15조 제78b항 위반)를 당한 미국의 퀀텀스케이프(폭스바겐의 전고체 파트너사)도 2023년 12월 전고체 A샘플을 개발하였고 A샘플을 제공하였으나 폭스바겐의 배터리 자회사인 파워코는 지난 2024년 3월 퀀텀스케이프 대신 다른 유럽 전고체업체(블루코)와 계약을 추진할 수도 있다는 보도가 있었습니다.
기존 2차전지 소재들도 A,B,C 샘플 테스트와 통과가 계획대로 쉽지가 않은데 아직 기술적 검증이 이뤄지지 않은 전고체배터리가 A,B,C 샘플 테스트를 회사가 계획한대로 통과한다는 것 자체에 매우 회의적 시각을 가지고 있습니다.
● 삼성SDI 전고체 배터리 성능 (60ah)
삼성SDI는 2027년 60ah 수준의 전고체 배터리를 시양산 하겠다는 로드맵을 발표하였는데, 이는 통상 전고체 배터리의 전압을 4.4V 가정하기에 264wh의 에너지밀도를 지니고 있는 배터리라고 예상할 수 있습니다.
▷ Wh = Ah X V
참고로 전고체는 전압을 높이기에 좀 더 유리하여 4.4V 이상이 될 수도 있고 이 경우 해당 전고체배터리의 에너지밀도는 좀 더 상승할 수 있습니다. 하지만 전압이 높아지면 배터리의 안정성과 수명에 안 좋은 영향을 미칩니다.
2170 원통형 배터리의 에너지밀도는 263wh(Cell Level)입니다.
즉, 삼성SDI의 60ah 전고체배터리의 수준은 현재 하이니켈 삼원계 배터리의 용량 수준일 수 있다는 점입니다.
전압을 획기적으로 높이는 기술이 적용되지 않는 이상, 2027년 시양산 할 수 있다는 SDI의 전고체 배터리는 에너지밀도(주행거리)의 측면에서 그다지 메리트가 있어 보이지는 않습니다.
● 전고체 배터리의 기술적 문제들
삼성SDI가 제시한 전고체 배터리는 전해질이 황화물계이고 60Ah라는 점을 제외하고는 구체적인 스펙이 공개되어 있지 않습니다.
음극재를 무엇으로 사용할 것인지(전고체에서 에너지 밀도 향상을 위한 음극재의 리튬메탈 적용은 매우 중요한 문제입니다.), 양극재에서 하이니켈을 사용할 것인지 아니면 황화합물을 사용할 것인지 등 구체적인 스펙이나 방향성에 대한 내용이 모호한 상황입니다.
60Ah라는 용량을 봤을 때, 음극재와 양극재는 기존의 흑연계 및 하이니켈을 사용하는 것으로 추정되기는 합니다.
즉 전해액만 황화물계 고체전해질로 바꾸는 것이라면, 기존 3원계배터리 대비 특별한 장점을 찾기가 어렵다고 볼 수 있습니다.
전고체 배터리가 안전하다고 얘기하는데, C-rate를 이해하면 하이퍼포먼스를 추구하는 고성능 전기차에서 고체전해질이 꼭 안전하지만은 않다는 것도 알 수 있습니다.
○ 전고체 배터리의 기술적 난제 (특히 황화물계)
1) 전고체 배터리는 전극과 전해질의 계면(고체와 고체가 만나는 접촉면)에서의 높은 저항발생으로 인해 액체전해액보다 배터리의 효율이 떨어지고 수명이 단축되는 현상을 보여줍니다.
2) 음극재를 리튬메탈로 사용했을 때, 덴트라이트 현상으로 폭발위험이 증가합니다.
특히 전고체 배터리는 수축과 팽창률이 높기 때문에(실리콘음극재의 문제점과 유사) 덴트라이트 현상이 발생하기 쉬운 리튬메탈을 음극재로 사용했을 때 안정성에 더욱 큰 문제점을 발생시킵니다.
리튬메탈 음극재의 덴트라이트 현상을 억제할 수 있다면(현재 LG엔솔 등이 리튬메탈 음극재 적용에 가장 앞서 있습니다.), 전고체 배터리보다 3원계 하이니켈 배터리의 대폭적인 성능향상이 기대됩니다.
3) 황화물계는 황성분으로 인해 대기중에 수분과 산소와 반응하면 독성가스인 황화수소로 변환됩니다.
산화물계가 공기중 안전성이 높습니다. 다만 계면 저항성이 황화물계보다 더 높아 배터리의 대용량화에 어려움이 있습니다.
4) 고 C-rate에서 안정성과 수명 저하가 큽니다.
전고체 배터리는 이온의 통로가 액체가 아닌 고체이기 때문에 저항이 높을 수밖에 없으며, 상대적으로 고출력을 내기가 어렵습니다.
이는 고 C-rate에서 배터리의 구조에 무리를 주어 SOH의 열화가 심화됩니다. 여기에 전고체 배터리 특유의 팽창과 수축이 배터리구조 변형을 더 촉진시키기도 합니다.
전고체 배터리의 수명이 기존배터리 대비 낮은 이유이기도 합니다.
즉, 고 C-rate의 운행에서 전고체 배터리는 기존 생각과는 다르게 안전하지 않습니다.
LFP배터리가 C-rate에서 취약한 이유와 비슷한데, 전해질이 고체라는 점과 LFP의 철분자가 화학식에 의해 배터리를 안정적으로 만들어줍니다.
배터리가 안정적이라는 것은 이온과 분자의 활성도가 낮다는 의미이며, 이러한 한계를 극복하기 위해서는 안정적 분자구조에 문제를 일으켜 배터리의 안정성을 급격히 저하시키는 요소로 작용합니다. (안정성과 고성능은 역의 관계입니다.)
전고체 배터리는 높은 가격으로 인해 상용화시에 고성능 전기차에 적용될 것으로 기대되는데, 높은 성능(고출력, 고C-rate, 급격한 작동전압의 변화 등)을 요구하는 고성능차량에 적합한지도 의문이 있습니다.
도요타와 삼성SDI를 중심으로 황화물계 전고체가 대세라는 인식이 있는데, 최근 오히려 폴리머+산화물계 하이브리드 전고체 등과 같은 다른 전고체 기술 개발 흐름도 눈 여겨봐야 한다고 생각합니다.
어쩌면 황화물계 전고체보다 폴리머+산화물계 하이브리드 형태의 상용화가 빠를 수도 있기 때문입니다.
● 삼성SDI 전고체배터리 로드맵 (A, B, C 샘플)
이번 인터배터리2024에서 삼성SDI의 전고체 로드맵 발표(2027년에 양산시작)를 통해 전고체 배터리에 대한 시장의 관심이 높아졌습니다.
삼성SDI는 2024년부터 26년까지 A, B, C 샘플을 고객사에게 제공하고 27년에 전기차에 적용할 시제품을 양산한다는 계획인데, 지금까지 한 번도 구체적인 로드맵을 공개한 적이 없다 이번에 발표함으로써 의미는 있지만 A, B, C 샘플의 의미를 알면 이러한 삼성SDI의 로드맵에 무리가 있어 보이는 것도 사실입니다.
먼저 A, B, C 샘플에 대해서 간단히 알아보면,
A샘플은 테스트 수준, B샘플은 완성품, C샘플은 양산성에 대해 고객사에게 검증을 받는 것이라고 이해할 수 있습니다. 즉, A 테스트, B 프로토, C 파일럿으로 보면 좀 더 이해하기가 용이합니다.
2차전지의 경우 각각의 샘플은 대략 약 1년정도가 소요되는데 삼성SDI의 로드맵도 각 샘플제공에 1년의 시간을 가정하고 있습니다.
그러나 여기서 문제점은 전고체 배터리는 기존 2차전지 배터리/소재 대비 훨씬 난이도가 높은 공정을 지니고 있다는 점입니다.
2차전지 산업에서 흔히 적용되는 샘플a,b,c의 소요기간 1년씩을 적용하기에 매우 무리가 있는 스케줄이라는 점입니다.
삼성SDI에 따르면 20ah 수준(4.4V 전압 가정 시 88wh)의 프로토타입 전고체 셀을 2년만에 중대형 배터리 수준인 60ah(4.4V 전압 가정 시 264wh)수준으로 늘릴 수 있다는 얘기하고 있는데 이에 대해서 2차전지/전기차 관련 엔지니어들은 대부분 회의적인 시각을 가지고 있습니다. (개인적으로 주변에 여러 사람들에게 문의를 해봤습니다.)
실제로 얼마전 투자자들에게 전고체 배터리 성능이 과장되었다고 피소(미 증권거래소법 제15조 제78b항 위반)를 당한 미국의 퀀텀스케이프(폭스바겐의 전고체 파트너사)도 2023년 12월 전고체 A샘플을 개발하였고 A샘플을 제공하였으나 폭스바겐의 배터리 자회사인 파워코는 지난 2024년 3월 퀀텀스케이프 대신 다른 유럽 전고체업체(블루코)와 계약을 추진할 수도 있다는 보도가 있었습니다.
기존 2차전지 소재들도 A,B,C 샘플 테스트와 통과가 계획대로 쉽지가 않은데 아직 기술적 검증이 이뤄지지 않은 전고체배터리가 A,B,C 샘플 테스트를 회사가 계획한대로 통과한다는 것 자체에 매우 회의적 시각을 가지고 있습니다.
● 삼성SDI 전고체 배터리 성능 (60ah)
삼성SDI는 2027년 60ah 수준의 전고체 배터리를 시양산 하겠다는 로드맵을 발표하였는데, 이는 통상 전고체 배터리의 전압을 4.4V 가정하기에 264wh의 에너지밀도를 지니고 있는 배터리라고 예상할 수 있습니다.
▷ Wh = Ah X V
참고로 전고체는 전압을 높이기에 좀 더 유리하여 4.4V 이상이 될 수도 있고 이 경우 해당 전고체배터리의 에너지밀도는 좀 더 상승할 수 있습니다. 하지만 전압이 높아지면 배터리의 안정성과 수명에 안 좋은 영향을 미칩니다.
2170 원통형 배터리의 에너지밀도는 263wh(Cell Level)입니다.
즉, 삼성SDI의 60ah 전고체배터리의 수준은 현재 하이니켈 삼원계 배터리의 용량 수준일 수 있다는 점입니다.
전압을 획기적으로 높이는 기술이 적용되지 않는 이상, 2027년 시양산 할 수 있다는 SDI의 전고체 배터리는 에너지밀도(주행거리)의 측면에서 그다지 메리트가 있어 보이지는 않습니다.
● 전고체 배터리의 기술적 문제들
삼성SDI가 제시한 전고체 배터리는 전해질이 황화물계이고 60Ah라는 점을 제외하고는 구체적인 스펙이 공개되어 있지 않습니다.
음극재를 무엇으로 사용할 것인지(전고체에서 에너지 밀도 향상을 위한 음극재의 리튬메탈 적용은 매우 중요한 문제입니다.), 양극재에서 하이니켈을 사용할 것인지 아니면 황화합물을 사용할 것인지 등 구체적인 스펙이나 방향성에 대한 내용이 모호한 상황입니다.
60Ah라는 용량을 봤을 때, 음극재와 양극재는 기존의 흑연계 및 하이니켈을 사용하는 것으로 추정되기는 합니다.
즉 전해액만 황화물계 고체전해질로 바꾸는 것이라면, 기존 3원계배터리 대비 특별한 장점을 찾기가 어렵다고 볼 수 있습니다.
전고체 배터리가 안전하다고 얘기하는데, C-rate를 이해하면 하이퍼포먼스를 추구하는 고성능 전기차에서 고체전해질이 꼭 안전하지만은 않다는 것도 알 수 있습니다.
○ 전고체 배터리의 기술적 난제 (특히 황화물계)
1) 전고체 배터리는 전극과 전해질의 계면(고체와 고체가 만나는 접촉면)에서의 높은 저항발생으로 인해 액체전해액보다 배터리의 효율이 떨어지고 수명이 단축되는 현상을 보여줍니다.
2) 음극재를 리튬메탈로 사용했을 때, 덴트라이트 현상으로 폭발위험이 증가합니다.
특히 전고체 배터리는 수축과 팽창률이 높기 때문에(실리콘음극재의 문제점과 유사) 덴트라이트 현상이 발생하기 쉬운 리튬메탈을 음극재로 사용했을 때 안정성에 더욱 큰 문제점을 발생시킵니다.
리튬메탈 음극재의 덴트라이트 현상을 억제할 수 있다면(현재 LG엔솔 등이 리튬메탈 음극재 적용에 가장 앞서 있습니다.), 전고체 배터리보다 3원계 하이니켈 배터리의 대폭적인 성능향상이 기대됩니다.
3) 황화물계는 황성분으로 인해 대기중에 수분과 산소와 반응하면 독성가스인 황화수소로 변환됩니다.
산화물계가 공기중 안전성이 높습니다. 다만 계면 저항성이 황화물계보다 더 높아 배터리의 대용량화에 어려움이 있습니다.
4) 고 C-rate에서 안정성과 수명 저하가 큽니다.
전고체 배터리는 이온의 통로가 액체가 아닌 고체이기 때문에 저항이 높을 수밖에 없으며, 상대적으로 고출력을 내기가 어렵습니다.
이는 고 C-rate에서 배터리의 구조에 무리를 주어 SOH의 열화가 심화됩니다. 여기에 전고체 배터리 특유의 팽창과 수축이 배터리구조 변형을 더 촉진시키기도 합니다.
전고체 배터리의 수명이 기존배터리 대비 낮은 이유이기도 합니다.
즉, 고 C-rate의 운행에서 전고체 배터리는 기존 생각과는 다르게 안전하지 않습니다.
LFP배터리가 C-rate에서 취약한 이유와 비슷한데, 전해질이 고체라는 점과 LFP의 철분자가 화학식에 의해 배터리를 안정적으로 만들어줍니다.
배터리가 안정적이라는 것은 이온과 분자의 활성도가 낮다는 의미이며, 이러한 한계를 극복하기 위해서는 안정적 분자구조에 문제를 일으켜 배터리의 안정성을 급격히 저하시키는 요소로 작용합니다. (안정성과 고성능은 역의 관계입니다.)
전고체 배터리는 높은 가격으로 인해 상용화시에 고성능 전기차에 적용될 것으로 기대되는데, 높은 성능(고출력, 고C-rate, 급격한 작동전압의 변화 등)을 요구하는 고성능차량에 적합한지도 의문이 있습니다.
도요타와 삼성SDI를 중심으로 황화물계 전고체가 대세라는 인식이 있는데, 최근 오히려 폴리머+산화물계 하이브리드 전고체 등과 같은 다른 전고체 기술 개발 흐름도 눈 여겨봐야 한다고 생각합니다.
어쩌면 황화물계 전고체보다 폴리머+산화물계 하이브리드 형태의 상용화가 빠를 수도 있기 때문입니다.
지난 주, 목요일과 금요일 중국 리튬 선물가격이 이틀에 걸쳐 하락하였는데 그 원인은 호주 Pilbara 광산의 5,000톤 리튬정광(올 12월 인도 분)에 대한 경매가 있었으며 경매 낙찰가격이 톤당 1,200달러로 이를 탄산리튬으로 환산했을 때 가격이 10.6만위안/톤으로 중국 선물가격 대비 낮았기 때문입니다.
최근 2차전지 관련주식들이 리튬가격의 반등과 함께 시장의 관심을 받으면서 변동성이 커지고 있는데, 특히 매일 오전 10시 중국 탄산리튬시장의 개장가격에 따라 2차전지 소재가격들에 영향을 주기도 합니다.
중국 탄산리튬 선물가격은 현재 국내 시장참여자들이 섣불리 예단하기 어려운 다양한 요소들로 인하여 단기적으로 움직이기 때문에 탄산리튬 가격의 흐름을 중장기적 시각에서 살펴봐야 하며, 단기적 등락에 큰 의미를 부여할 필요가 없다고 생각합니다.
주식시장에서 데이터는 중요하지만, 데이터를 해석하는 노력이 없이 단기 데이터에 너무 민감하게 반응할 필요는 없다고 봅니다.
리튬 선물가격 외에도 10일 단위의 수출입통계 데이터 등 여러 단기데이터들이 최소한의 분석도 없이 소비되어지는 것 같습니다.
--------
※ 중국 리튬시장 주간동향 (2024. 03. 11 – 2024. 03. 15)
● 리튬광석
거래가 점차 증가하고 있으며, 시장의 현물 유통이 타이트한 상황임.
다운스트림인 탄산리튬 현물과 선물가격이 지속적으로 상승하면서 리튬광석에 대한 거래문의도 증가하였음.
현재 리튬휘석의 재고는 이미 낮은 수준으로 하락하였고, 시장에서 양질의 공급처를 찾기가 어려운 상황임. 유통상들의 가격 인상심리가 강하며 당분간 리튬광석 가격은 소폭 상승할 것으로 전망 됨.
중국산 리튬광석의 현물가격이 전주 대비 100위안/톤 상승하였고, 호주산 리튬정광의 CIF 가격도 전주대비 60달러/톤 상승하였음.
리튬광석 현물 유통상황이 다소 타이트한 상황으로 약간의 공급 부족 현상이 미세하게 나마 나타나고 있음.
리튬광석 판매업자들이 의도적으로 가격 인상에 나서고 있지만, 구매자들은 다운스트림 시장 회복에대한 전망이 명확하지 않아 고가 광석 거래를 원하고 있지는 않음.
지난 주 목요일 호주 Pilbara가 경매한 5,000톤의 리튬정광(12월 분)이 조기에 낙찰되었으며, 낙찰가격은 1,200달러/톤였음.
● 리튬염 (탄산리튬, 수산화리튬)
산업용 탄산리튬의 현물 유통이 타이트한 상황이며, 리튬염 가격의 변동성이 커지고 있음.
지난 주 리튬염 시장은 가격문의가 활발해지고 있으며, 시장에서 산업용 탄산리튬의 현물 유통상황이 타이트해지고 있음.
여전히 수요단에서 원자재의 구매를 엄격히 통제하고 장기거래보다는 스팟성 위주로 거래가 이뤄지고 있음. 수요처와 구매처와의 가격차이가 점차 좁혀지면서 거래량이 회복되고 있음.
지난 주 탄산리튬가격은 소폭 상승하였으며, 상반기 선물가격 또한 상승하였음.
지난 주 목요일의 호주 Pilbara 12월 분 5,000톤 리튬정광의 경매가격이 1,200달러/톤 이었으며, 이를 탄산리튬으로 환산하면 10.6 – 10.7만위안/톤으로 현재 시장가격보다 낮게 형성이 되어 주말 탄산리튬 선물가격이 하락하는 요인이 되었음.
수요처와 구매처와의 협상가격의 차이가 줄어들면서, 다운스트림에서의 구매의사가 높아지고 거래량이 증가하고 있어 단기적으로 리튬염 가격의 변동폭은 높아질 것으로 예상됨.
● 리튬광석 재고
2024년 3월 15일 기준, 중국 항구와 내륙 창고의 리튬광석 재고는 10만톤으로 전주대비 0.1만톤 증가하였음.
지난 주 리튬광석의 가격 상승이 뚜렷했으나, 수요단의 실질적 리튬광석 재고 구매가 크지는 않았고 항구에 도착한 물량들로 인해 재고가 소폭 증가하였음.
중국 내 광산들의 가동률이 제한된 상황에서 재고가 낮은 수준을 유지하고 있음.
현재 재고 물량 중 품위 4%이상이 46%를 차지하고 있음.
https://baijiahao.baidu.com/s?id=1793581490843303316
최근 2차전지 관련주식들이 리튬가격의 반등과 함께 시장의 관심을 받으면서 변동성이 커지고 있는데, 특히 매일 오전 10시 중국 탄산리튬시장의 개장가격에 따라 2차전지 소재가격들에 영향을 주기도 합니다.
중국 탄산리튬 선물가격은 현재 국내 시장참여자들이 섣불리 예단하기 어려운 다양한 요소들로 인하여 단기적으로 움직이기 때문에 탄산리튬 가격의 흐름을 중장기적 시각에서 살펴봐야 하며, 단기적 등락에 큰 의미를 부여할 필요가 없다고 생각합니다.
주식시장에서 데이터는 중요하지만, 데이터를 해석하는 노력이 없이 단기 데이터에 너무 민감하게 반응할 필요는 없다고 봅니다.
리튬 선물가격 외에도 10일 단위의 수출입통계 데이터 등 여러 단기데이터들이 최소한의 분석도 없이 소비되어지는 것 같습니다.
--------
※ 중국 리튬시장 주간동향 (2024. 03. 11 – 2024. 03. 15)
● 리튬광석
거래가 점차 증가하고 있으며, 시장의 현물 유통이 타이트한 상황임.
다운스트림인 탄산리튬 현물과 선물가격이 지속적으로 상승하면서 리튬광석에 대한 거래문의도 증가하였음.
현재 리튬휘석의 재고는 이미 낮은 수준으로 하락하였고, 시장에서 양질의 공급처를 찾기가 어려운 상황임. 유통상들의 가격 인상심리가 강하며 당분간 리튬광석 가격은 소폭 상승할 것으로 전망 됨.
중국산 리튬광석의 현물가격이 전주 대비 100위안/톤 상승하였고, 호주산 리튬정광의 CIF 가격도 전주대비 60달러/톤 상승하였음.
리튬광석 현물 유통상황이 다소 타이트한 상황으로 약간의 공급 부족 현상이 미세하게 나마 나타나고 있음.
리튬광석 판매업자들이 의도적으로 가격 인상에 나서고 있지만, 구매자들은 다운스트림 시장 회복에대한 전망이 명확하지 않아 고가 광석 거래를 원하고 있지는 않음.
지난 주 목요일 호주 Pilbara가 경매한 5,000톤의 리튬정광(12월 분)이 조기에 낙찰되었으며, 낙찰가격은 1,200달러/톤였음.
● 리튬염 (탄산리튬, 수산화리튬)
산업용 탄산리튬의 현물 유통이 타이트한 상황이며, 리튬염 가격의 변동성이 커지고 있음.
지난 주 리튬염 시장은 가격문의가 활발해지고 있으며, 시장에서 산업용 탄산리튬의 현물 유통상황이 타이트해지고 있음.
여전히 수요단에서 원자재의 구매를 엄격히 통제하고 장기거래보다는 스팟성 위주로 거래가 이뤄지고 있음. 수요처와 구매처와의 가격차이가 점차 좁혀지면서 거래량이 회복되고 있음.
지난 주 탄산리튬가격은 소폭 상승하였으며, 상반기 선물가격 또한 상승하였음.
지난 주 목요일의 호주 Pilbara 12월 분 5,000톤 리튬정광의 경매가격이 1,200달러/톤 이었으며, 이를 탄산리튬으로 환산하면 10.6 – 10.7만위안/톤으로 현재 시장가격보다 낮게 형성이 되어 주말 탄산리튬 선물가격이 하락하는 요인이 되었음.
수요처와 구매처와의 협상가격의 차이가 줄어들면서, 다운스트림에서의 구매의사가 높아지고 거래량이 증가하고 있어 단기적으로 리튬염 가격의 변동폭은 높아질 것으로 예상됨.
● 리튬광석 재고
2024년 3월 15일 기준, 중국 항구와 내륙 창고의 리튬광석 재고는 10만톤으로 전주대비 0.1만톤 증가하였음.
지난 주 리튬광석의 가격 상승이 뚜렷했으나, 수요단의 실질적 리튬광석 재고 구매가 크지는 않았고 항구에 도착한 물량들로 인해 재고가 소폭 증가하였음.
중국 내 광산들의 가동률이 제한된 상황에서 재고가 낮은 수준을 유지하고 있음.
현재 재고 물량 중 품위 4%이상이 46%를 차지하고 있음.
https://baijiahao.baidu.com/s?id=1793581490843303316
※ 2024년 2월 중국 배터리 생산량 및 설치량
● 중국 배터리 생산량
2024년 2월 중국의 전기차 및 기타 배터리의 합계 생산량은 43.6Gwh로 전월 대비 33.1% 감소하였으며, 전년동월대비 3.6% 하락하였음.
1, 2월 누적 생산량은 108.8Gwh로 전년동기대비 29.5% 증가하였음.
● 중국 전기차용 배터리 설치량
2024년 2월 중국 전기차용 배터리 설치량은 18.0Gwh로 전월대비 44.4% 감소하였으며, 전년동월대비로도 18.1% 감소하였음. 이 중 삼원계배터리의 설치량은 6.9Gwh로 전체 설치량의 38.7%를 차지하였음.
1, 2월 누적 전기차용 배터리 누적 설치량은 50.3Gwh로 전년동기대비 32.0% 증가하였음.
● 중국 배터리 수출량
2024년 2월 중국 전기차용 및 기타 배터리의 총수출량은 8.2Gwh로 전월대비 1.6%, 전년동월대비 18%감소하였음.
수출량은 2월 총 판매량의 22.0%를 차지하였으며, 98.6%가 전기차용 배터리 수출이었음.
1, 2월 중국 배터리의 누적 수출량은 16.6Gwh로 전년동기대비 13.8% 감소하였음.
기타 배터리의 누적 수출량은 0.3Gwh였으며, 이는 전년동기대비 88.2% 감소한 수치임.
자료인용 : Chasing Securities 발간 “월간 배터리 산업 보고서” (2024. 03. 15)
● 중국 배터리 생산량
2024년 2월 중국의 전기차 및 기타 배터리의 합계 생산량은 43.6Gwh로 전월 대비 33.1% 감소하였으며, 전년동월대비 3.6% 하락하였음.
1, 2월 누적 생산량은 108.8Gwh로 전년동기대비 29.5% 증가하였음.
● 중국 전기차용 배터리 설치량
2024년 2월 중국 전기차용 배터리 설치량은 18.0Gwh로 전월대비 44.4% 감소하였으며, 전년동월대비로도 18.1% 감소하였음. 이 중 삼원계배터리의 설치량은 6.9Gwh로 전체 설치량의 38.7%를 차지하였음.
1, 2월 누적 전기차용 배터리 누적 설치량은 50.3Gwh로 전년동기대비 32.0% 증가하였음.
● 중국 배터리 수출량
2024년 2월 중국 전기차용 및 기타 배터리의 총수출량은 8.2Gwh로 전월대비 1.6%, 전년동월대비 18%감소하였음.
수출량은 2월 총 판매량의 22.0%를 차지하였으며, 98.6%가 전기차용 배터리 수출이었음.
1, 2월 중국 배터리의 누적 수출량은 16.6Gwh로 전년동기대비 13.8% 감소하였음.
기타 배터리의 누적 수출량은 0.3Gwh였으며, 이는 전년동기대비 88.2% 감소한 수치임.
자료인용 : Chasing Securities 발간 “월간 배터리 산업 보고서” (2024. 03. 15)