필옵티스의 전지사업부가 분사한 업체인 필에너지에 대한 내용입니다.
레이저 노칭에 대해서 많은 도움이 되는 영상이었습니다. 단순히 양극(알루미늄)과 음극(구리)의 물성문제인줄 알았는데 집전체보다 코팅된 양극활물질이 양극 레이저노칭 적용이 어려운 이유라는 것을 알게 되었습니다.

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필에너지는 스태킹 장비, 노칭 장비를 주로 만들고 있음.

고객사는 스택 장비로는 SDI가 메인이며, 레이저 노칭 장비는 Morrow에 납품을 하였음.
Morrow로부터는 22년 수주를 받았고, 23년 파일럿 라인에 4대의 레이저 노칭장비가 공급이 될 예정으로 10월 말경에 출하 예정
Morrow에 납품하는 레이저 노칭 장비는 음극은 유지부 장비이며, 양극은 무지부 장비임. (양극 2대, 음극 2대)

노칭장비는 스택장비의 반정도 가격임.


LG엔솔이 L&S(Lamination&Stacking) 공법을 채택한 것은 생산성을 좀 더 중시했기 때문임.
생산성 측면만 보면 L&S방식의 스태킹이 가장 우수하지만, 셀에 라미네이션을 할 때 정확하게 잘 접착이 되었는지 등과 같은 우려사항도 존재함.

Z-Stacking이 안정성 측면에서는 좀 더 유리하다고 보기도 해서, 최근 LG에너지솔루션도 Z-Stacking의 적용을 고려 중에 있으며, 최근 분위기는 Z-Stacking을 좀 더 선호하는 경향이 있음.

SDI는 스택에 레이저노칭을 적용하고 있지는 않고, 극판의 무지부(코팅이 안되어 있는 부분)를 커팅하는 와인딩 셀에 사용을 하고 있음.
무지부 : 극판에 코팅이 되어있지 않은 부분 / 유지부 : 극판에 코팅이 되어 있는 부분

노칭&스태킹 공법이 사용되는 Zen-5와 같은 신규 배터리에는 레이저노칭이 사용되지 않고, 과거 와인딩 공법이 사용되는 배터리에만 레이저노칭이 적용되어지고 있음.

노칭&스태킹 공법에 레이저노칭을 적용하는 시기는 2025년 경으로 예상하고 있음.

레이저 노칭과 프레스 노칭을 비교해보면,
에너지 밀도를 높이기 위해서 스택셀 방식이 적용이 되었는데, 스택셀은 극판을 단판으로 잘랐을 때 음극/양극활 물질이 코팅된 부분을 최대한 이용을 해야 로스가 줄어듦.
그러나 극판에 활물질을 코팅 하였을 때 중간 부분과 가장자리 부분의 코팅 두께나 물성에 차이가 존재함. 가장자리로 갈수록 코팅의 두께가 얇아지고 코팅 물성이 달라짐.

가장자리 부분을 셀로 사용하게 되면, 코팅 두께 차이 등으로 인해서 리튬석출과 같은 문제점이 발생할 수 있어 이부분을 정교하게 커팅해 내야 함.

레이저를 사용하여 커팅을 하게 되면, 레이저의 빛과 열에너지로 인해 극판에 있는 여러 물질들이 열에 대한 반응성이 제각각 이기 때문에 이를 한 번에 깨끗하게 커팅을 하는 것이 어려움.

음극은 이런 문제들이 어느 정도 기술적으로 해결이 되어가고 있으나, 양극의 경우 이를 해결하기가 쉽지 않은 상태임.
알루미늄이나 구리와 같은 소재의 문제 보다 도포되어 있는 활물질의 특성 때문에 양극활 물질이 도포되어 있는 극판을 절단하는 것이 어려움.

음극활 물질은 흑연이고, 양극활 물질은 세라믹 코팅과 여러가지 활물질들이 섞여 있고, 바인더의 물성도 음극활물질과 양극활물질이 다름.
멜팅 후 기화문제, 기화된 것들의 처리문제(suction 등), 커팅 시 나오는 파편, 스크랩 등의 처리 문제등 다양한 문제가 존재함.

음극보다는 양극이 더 다양하고 민감한 복합소재로 구성되어 있기 때문에 레이저노칭을 적용하기가 쉽지 않음.

레이저노칭이 프레스노칭 대비 장점은, 자동화가 더 용이하고 프레스노칭 대비 유지관리비용이 적으며, 인력문제(프레스의 칼날을 교체하는 것을 사람이 직접해야 함)가 적음.

4680은 1865나 2170과는 달리 무지부 부분에서 많은 탭을 만들어야 하기 때문에 4680에서는 레이저 노칭이 꼭 필요하다고 보고 있음.

4680 권취기를 테스트 중에 있음. (레이저노칭과 권취기를 결합)

레이저노칭기와 스태킹 장비는 리튬이온 배터리 뿐 아니라, 전고체 전지, 연료전지 등 다양한 분야에서 사용될 수 있는 장비임.

전고체 설비를 SDI와 함께 진행 중에 있으며, SDI 전고체 파일럿 라인에 납품하여 함께 테스트를 진행 중에 있음.


https://www.youtube.com/watch?v=EJoizLKBr48

2023년 5월 중국 자동차 수출은 440,000대로 전년동기 대비 92.8% 증가하였습니다.
이중 전기차의 수출은 156,718대로 전체 자동차 수출의 36%를 차지하였으며, 순수전기차의 수출 물량은 138,197대를 기록하였습니다.

참고로 2023년 상반기 자동차 수출 증가율이 전년대비 매우 높게 나타나는 이유는 2022년 상반기 중국의 코로나 봉쇄로 인한 기조효과도 일부 작용하고 있으나, 전반적으로 중국의 자동차 수출은 증가 추세에 있습니다.

https://baijiahao.baidu.com/s?id=1769275132171543763

CATL의 유럽지역 CEO는 독일서의 배터리 생산시설 운영에 대한 어려움을 피력하였으며, 특히 현지 직원문제의 어려움을 토로하였습니다.

한국이나 중국과 달리, 미국, 유럽 등 선진국에서 생산시설을 운영하는 것은 높은 인건비 문제 외에도 다른 문화로 인한 직원관리의 어려움이 많은데, 이는 현재 미국에 진출한 한국 기업들도 같은 문제를 겪고 있는 상황입니다.

중국이 유럽과 (가능성은 높지 않지만) 미국에 2차전지 관련 생산시설을 운영할 때 중국에서 생산하는 것과 같은 생산성과 낮은 가격으로 제품을 만드는 것은 매우 어려울 것으로 보여집니다.

또한 CATL은 유럽에 추가 공장을 건설하는 것에 대한 논의가 없다고 밝히고 있습니다.
“目前没有关于增建欧洲工厂的讨论”

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CATL의 Mathias 유럽지역 CEO는 독일의 노동력 부족으로 인하여 독일 배터리 공장의 생산능력을 향상시키기가 쉽지 않다고 언급하였음.

Mathias의 따르면, 독일 노동력의 고령화와 교육 시스템으로 인해 양질의 노동자를 구하기 어려우며 이들을 위해 CATL은 자체적인 교육 프로그램을 운영하고 있다고 밝히며, 유럽이 미국의 IRA에 경쟁하기 위해서는 보조금 뿐 아니라, 양질의 노동력, 혁신적 기업문화, 재생에너지의 확보 등이 중요하다고 말하였음.

현재 유럽에 추가 공장을 건설하는 것에 대한 논의는 없다고도 밝혔음.

全球最大电池制造商宁德时代表示，德国的劳动力短缺使得该公司欧洲电池厂的产能提升成为挑战。宁德时代欧洲区首席执行官Mathias称，德国劳动力的老龄化和教育体系使得该公司难以招到足够有资质的员工，该公司的德国工厂拥有自己的培训项目。他表示，欧洲与美国通胀削减法案(IRA)进行竞争的能力不仅依靠补贴，更重要的是拥有合适的劳动力、创新的文化以及用于生产的可再生能源；目前没有关于增建欧洲工厂的讨论。

https://finance.eastmoney.com/a/202306202757860832.html

미국의 IRA와 유럽의 CRMA로 인하여 글로벌 완성차 업체들의 중국 외 지역 배터리 소재 확보가 매우 치열하게 진행되고 있습니다.

특히 중국의 시장 지배력이 높았던 음극재 소재인 천연흑연 확보가 매우 치열하다고 로이터는 보도하고 있습니다. 가공 흑연(비코팅 구상화 정제 흑연)의 경우 2022년 기준 중국의 비중이 100%로 절대적이며, 천연흑연, 인조흑연 등 모든 종류의 흑연에 대한 탈 중국 공급망이 매우 시급한 상태입니다.

흑연은 2024년부터 2035년 이후까지 쇼티지가 예상되고 있습니다.

현재 탈중국 배터리 소재 확보는 모든 배터리, 완성차 업체들의 공통된 관심사이며 중국의 점유율이 특히 높은 흑연, 전해액을 비롯한 배터리 소재와 양극재 전구체, 리튬 등에 대한 수요는 매우 높은 상황입니다.

IRA 법안에 따라 미국에서 부품을 생산(Components)하거나 미국 또는 FTA체결국에서 생산된 광물/소재의 요구 비율이 계속해서 올라가기 때문에 이 조건을 충족시키기 위한 배터리업체들의 노력은 매우 치열하게 이어질 것입니다.

이런 상황에서 미국에 이미 생산시설을 갖추고 있는 업체들의 중요성은 매우 높아질 수밖에 없습니다.

현재 배터리업체와 완성차 업체들은 방법을 불문하고 IRA 보조금 수령 조건을 맞추기 위해서 노력을 하고 있습니다.
미국에 생산시설을 가지고 생산을 할 수 있다고 하면 이를 활용하여 다른 소재/부품의 비율을 낮출 수 있는 룸을 확보할 수 있기 때문입니다.

전해액과 분리막처럼 부품으로 규정된 소재의 경우 특히 이러한 측면이 강조될 수 있는데, 전해액과 분리막을 미국 현지에서 조달할 수 있으면, 다른 부품들에 대한 해외조달 비중을 늘릴 수 있기 때문입니다.

분리막의 경우, SKiet도 2028년 미국 양산을 계획 중이며 미국 내 생산까지는 시간이 많이 남아 있어 지금 당장 배터리업체들의 어려움을 완화시켜주기 어렵습니다.
그러나 엔켐은 조지아에 이미 2만톤 공장을 가동 중에 있고, 24년 초 4만톤 증설이 완료되고, 2025년까지 30만톤으로 즐설항 예정이기 때문에 엔켐 조지아 전해액 생산시설의 가치는 시장의 생각 이상으로 높다고 할 수 있습니다. 그리고 이를 바탕으로 엔켐은 미국 내 다양한 고객사들과 공급 논의를 이어가고 있습니다.

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완성차 업체, 비중국산 흑연 확보 경쟁

전기차 판매 급증으로 테슬라와 벤츠 등을 포함한 완성차 업체들이 비 중국산 흑연 공급망을 확보하기 위해 서두르고 있음.
흑연은 중량 기준으로 배터리 구성 물질 중 가장 큰 소재이지만 리튬과 코발트 등에 비해 관심도가 낮았던 소재임. 평균적으로 배터리 팩에 50 – 100kg의 흑연이 필요함.

전체 흑연 시장에서 EV가 차지하는 비중이 2023년 기준 처음으로 50%이상을 차지할 것으로 예상됨에 따라 완성차 업체들은 마다가스카르와 모잠비크 등에서 흑연 생산을 타진하고 있음.

미국 IRA와 유럽 CRMA에 따라 중국 외 지역에서 생산되는 배터리 재료들의 부족은 더욱 심각해 질 것임.

지금까지 서구업체들이 흑연에 대한 투자가 없었기 때문에 흑연으로 인한 곤경에 처할 가능성이 있음.

글로벌로 흑연은 2030년까지 777,000톤의 부족할 것으로 예측되고 있으며, 수요를 맞추기 위해서는 2035년까지 새롭게 97개의 흑연 광산이 필요할 것으로 전망됨.

중국은 전세계 천연흑연의 61%를 생산하고 있으며, 배터리 음극재용 흑연 제련의 98%를 담당하고 있음.

호주의 Talga 그룹은 테슬라, 토요타, 포드 뿐 아니라 스웨덴의 노스볼트 등에 흑연을 공급할 예정이며, 추가로 벤츠와 스텔란티스에도 흑연 공급 계약을 체결하였음.

벤츠는 흑연을 포함해 여러 소재들의 공급망을 다변화 시키고 있으며, 여러 공급업체들과 논의를 이어 나가고 있다고 밝혔음.
모든 완성차 업체들이 광산단에서부터 배터리 소재를 구하기 위해 노력 중임.

테슬라는 완성차 업체 들 중 흑연확보에 있어 가장 앞서 나가고 있는데, 모잠비크의 Syrah Resource, Magnis Energy Technologies와 흑연 공급 계약을 체결하였음.
Syrah Resource는 중국을 벗어나 미국에 흑연 가공공장을 건설 중에 있음.

흑연 정제시장은 중국이 장악하고 있으며, 2022년 기준 비코팅 정제 흑연 100%를 생산하고 있으며, 이 비중은 2032년에도 79%까지 유지될 것임.
중국의 이러한 시장 지배는 미국 IRA법에 따른 보조금 혜택을 원하는 완성차 업체들을 곤란하게 만들 것임.

유럽 또한 2030년까지 특정국가에 대한 광물 의존을 65% 이하까지 낮추는 법안을 입법하였음.

https://www.reuters.com/business/autos-transportation/auto-firms-race-secure-non-chinese-graphite-evs-shortages-loom-2023-06-21/

태양광 발전에 있어 덕커브의 문제는 항상 제기되는 사안으로, 태양광 발전량이 급증하는 일출에서 일몰 사이 기존 발전원(원전, 석탄화력, 가스발전 등)의 전력사용(순부하)이 급격히 감소하는 현상을 말하는데 이 모양이 오리를 닮았다고 하여 덕커브라고 칭하고 있습니다.

덕커브로 인해 생기는 문제점은 낮시간대의 과잉발전 리스크, 발전량이 급변하는 일출과 일몰 시에 가장 가격이 높은 발전원인 가스발전(첨두발전)을 대량으로 사용하여 전력가격이 상승하며, 기존 발전소의 급격한 부하추종운전과 인프라(그리드)의 부담으로 인해 발전설비 유지보수 비용이 급증하는 등 많은 문제점들을 야기시킵니다.

그리고 가장 큰 문제점은 돌발적인 기상변화나 태양광 발전의 초과공급 등의 관리 실패, 기존발전소의 스트레스로 인한 정지 등 돌발변수가 생기면 바로 정전(블랙아웃)이 되는 심각한 문제를 발생시킵니다.

때문에 태양광, 풍력 발전 등 신재생에너지가 광범위하게 사용되면 전력계통이 극심한 스트레스를 받게 됩니다.

미국도 캘리포니아를 중심으로 이전부터 덕커브 문제로 정전을 비롯한 다양한 문제를 겪었는데, 최근 미국은 BESS를 급격히 늘림으로써 이러한 덕커브 문제를 해결하고자 하고 있습니다.
미국 캘리포니아에서만 BESS의 설치량은 2018년 0.2Gw에서 2023년 4월 기준 4.9Gw로 증가하였으며, 2023년말까지 4.5Gw가 추가로 건설될 예정입니다.

미국 EIA의 기사에서도 언급했듯, 미국 신재생에너지 증가(특히 태양광)는 BESS 시장 확대로 연결되며, 2차전지의 또 다른 성장원이 될 것임은 분명한 사실입니다.

“덕커브는 에너지 저장에 기회를 만들어 주고 있음.
배터리와 같은 에너지 저장시스템(BESS)의 대규모 배치는 낮에 생성된 일부 태양광 에너지를 저장하여 일몰 이후 사용할 수 있게 만들어주고, 한낮에 저장량을 늘려 덕커브를 보다 완만하게 만들어 주고, 저녁 무렵 배터리에 저장된 전력을 사용함으로써 오리의 목부분을 보다 짧아지게 만들어 줄 수 있음.

캘리포니아에서 2018년 0.2Gw였던 BESS가 2023년 4월 기준 4.9Gw로 빠르게 증가하고 있으며, 발전 사업자들의 계획에 따르면, 2023년 말까지 캘리포니아에 4.5Gw의 BESS를 추가로 건설할 계획임.”

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캘리포니아에서 보다 많은 태양광 설비들이 설치됨에 따라 한 낮에 순 부하(net load)가 급격히 떨어지는 덕커브 현상이 심해지고 있는 것으로 나타났음.

그리드 운영자는 전력의 수요와 발전량의 균형을 지속적으로 유지해야 하는데, 전력의 수요패턴은 밤시간대에 전력의 수요(load)가 감소하고 아침부터 전력 수요가 급증하기 시작하여 낮 시간 동안 수요가 증가한 채로 유지되다 저녁 무렵 수요가 잠시 증가했다 늦은 저녁부터 다시 감소하기 시작하는 패턴을 보여줌.

기존 전통발전원(원자력, 석탄화력, 천연가스)와 달리 태양광 및 풍력 발전원은 전력 수요를 충족시키기 위해 인위적으로 발전량을 조절할 수 없어, 기존 전력업체들은 태양광 발전이 가장 강한 낮 시간에 전통발전원을 덜 사용해야 하는데 이때 덕커브가 깊게 나타나게 됨.

덕커브는 태양광 채택 증가와 관련해 2가지 문제점을 야기시키는데, 첫번째는 그리드의 스트레스임. 전력수요는 여전히 높지만 태양광 발전이 감소하기 시작하는 정오부터 늦은 저녁까지 전통발전원(특히 천연가스 발전)의 전력 생산을 급격히 늘려야 함.
이러한 급격한 전력생산량의 변동은(부하추종운전) 전력의 수요와 공급을 맞추기가 어렵게 되며, 태양광 발전량에 따라 기존 발전원 뿐 아니라 태양광 발전 또한 줄여야 함.

또 다른 문제는 경제성인데, 덕커브가 심해질수록 기존 발전소의 가동 시간을 감소시켜야 하는데, 이는 기존 발전소들의 수익성을 떨어뜨려 전력사업자들의 이익을 감소시키고 이는 기존 전력망 유지를 더욱 어렵게 만듦.

그러나 덕커브는 에너지 저장에 기회를 만들어 주고 있음.
배터리와 같은 에너지 저장시스템(BESS)의 대규모 배치는 낮에 생성된 일부 태양광 에너지를 저장하여 일몰 이후 사용할 수 있게 만들어주고, 한낮에 저장량을 늘려 덕커브를 보다 완만하게 만들어 주고, 저녁 무렵 배터리에 저장된 전력을 사용함으로써 오리의 목부분을 보다 짧아지게 만들어 줄 수 있음.

캘리포니아에서 2018년 0.2Gw였던 BESS가 2023년 4월 기준 4.9Gw로 빠르게 증가하고 있으며, 발전 사업자들의 계획에 따르면, 2023년 말까지 캘리포니아에 4.5Gw의 BESS를 추가로 건설할 계획임.

덕커브는 캘리포니아만의 문제가 아니며, 미국 다른 지역이나 태양광 발전의 비중이 높은 나라에서 점점 더 많이 발생하고 있음.
현재 미국에서는 국가적인 수준으로 덕커브가 보다 심해지고 있음.

https://www.eia.gov/todayinenergy/detail.php?id=56880

미국 정부는 LPO(Loan Programs Office ; 미국 에너지부 산하 부서)의 대출 프로그램을 통해 포드와 SK온의 배터리 합작공장인 Blue Oval SK에 92억달러의 대출을 하기로 하였으며, 이는 2009년 미국 금융위기 이후 단일 업체에 대한 최대 규모의 지원입니다.

이번 미국 정부의 대출은 “조건부”로 대출자(포드)는 대출 프로그램에서 요구하는 특정 조건을 충족시켜야 합니다.
Loans include loan guarantees as well as direct loans issued through the Advanced Technology Vehicles Manufacturing Loan Program. “Conditional” means that borrowers still must meet certain conditions — relating to the functioning of technology or completion of paperwork — required by the Loan Programs Office.

즉, 이번 대출을 통해 포드는 앞으로 미국 정부의 통제를 어느정도 받을 수밖에 없는 위치가 되었음을 의미합니다. 이는 미국 정부의 의지에 반하는 행위를 할 수가 없다는 의미로도 해석될 수 있습니다.
예를 들면, CATL과의 기술협력 등 현재 미국 정부와 의회가 우려하는 사업추진을 이어가기 쉽지 않을 것으로 예상됩니다.

블룸버그 기사의 내용에서도 확인할 수 있듯, 미국은 자동차 산업 육성에 대한 강한 의지를 가지고 있으며, 이에 대한 최대 걸림돌로 중국을 지목하고 있습니다.
또한 미국의 A123같은 배터리 업체가 미국의 지원 부족으로 파산하고, 이를 중국이 인수함으로써 결국 중국 배터리 산업 성장의 디딤돌이 되었다고 보고 있습니다.

미국은 중국 전기차/배터리 산업 굴기를 견제하고자 하고 있으며, 이는 바이든 행정부 뿐 아니라 공화당, 민주당 양당의 초당적 의지라고 기사는 보도하고 있습니다.

그리고 이번 포드에 대한 막대한 지원은 미국의 자동차 및 신재생산업에 있어 중국의 굴기를 따라잡는 분수령이 될 것이라고 말하고 있습니다.
The enormous loan marks a watershed moment for President Joe Biden’s aggressive industrial policy meant to help American manufacturers catch up to China in green technologies.

이번 미국 정부의 포드-SK온 합작사에 대한 지원은, SK온과 이에 속한 밸류체인 업체들에게도 매우 중요한 이벤트이지만, 한국 배터리 산업 전반에 매우 의미 있는 일이라 할 수 있습니다.

최근 블링컨의 중국 방문을 계기로, 미중 화해 등의 말들이 나오면서 IRA가 퇴보할 수 있고, 중국 배터리 및 소재 업체들의 미국 진출을 걱정하는 기류가 많았으나, 이번 미국 정부의 Blue Oval SK 지원은 이러한 우려가 기우에 불과함을 다시 한번 확인해 줬다 할 수 있습니다.

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미국 에너지 사업 지원을 위한 정부 프로그램을 통해 92억달러의 조건부 대출이 포드의 3개 배터리 공장 건설을 위해 지원될 것임.
이는 2009년 금융위기 이후 미국 자동차 회사에 대한 가장 큰 대출이며, 중국을 따라잡기 위한 바이든 정부의 공격적 산업 정책에 분수령이 되는 순간임.

켄터키, 테네시에서 이미 건설 중인 배터리 공장들은 SK온과 포드의 합작회사인 Blue Oval SK이며, 이를 통해 포드는 2026년까지 200만대의 전기차를 생산할 계획임.

IRA로 인한 정부 대출 및 민간부문 투자가 급증하여, 100개 이상의 배터리 및 전기 자동차 생산 프로젝트가 발표되었고 일부는 이미 미국에서 건설 중에 있음. 총 투자액은 약 2,000억 달러에 달함.

KPMG의 Gary Silberg는 “100년전 자동차 산입이 등장한 이후 이러한 규모의 투자를 본적이 없다”고 말하고 있습니다.

Ford의 배터리 생산시설에 대한 대출은 Loan Programs Office라고 알려진 미국 에너지부의 부서를 통해 이루어졌음. GM은 2022년에 같은 프로그램으로 대출을 받았는데, 이번 포드의 대출규모는 GM의 3배 이상 되는 규모임.

바이든 행정부는 미국 자동차 회사들이 세계적인 경쟁력을 확보할 수 있게 만들고, 2030년까지 미국 CO2 배출량을 절반으로 줄이겠다는 목표를 가지고 있으며, 이를 위해 관련 산업에 대한 지원(Betting)을 하고 있습니다.

중국 공산당은 강력한 지원과 지속적인 산업 정책을 통해 CATL과 같은 글로벌 1위 배터리 기업을 탄생시켰으며, A123와 같은 미국 배터리 업체를 인수는 중국 배터리산업 성장에 도움이 되었습니다.

중국은 세계 배터리 공급망에서 막강한 영향력을 발휘하고 있으며, 현재 리튬이온배터리 셀 제조 능력의 80%이상이 중국에 위치해 있습니다.

세계에서 가장 큰 경제력을 지닌 미국과 중국 사이의 긴장이 고조되면서, 미국은 전기차와 배터리를 미국내에서 생산하고자 하고 있으며, 민주당과 공화당 신재생에너지에 대한 견해 차이는 있지만 중국에 대항하는 것에 대한 초당적인 지지가 있음.
특히 LPO(Loan Programs Office)는 두 정당으로부터 보편적인 지지를 받고 있으며, 원전이든 CCUS, 수소, 풍력 등에 대해 한결 같은 자금지원을 통해 미국 각 지역사회에 도움이 되고자 하고 있음.

https://www.bloomberg.com/graphics/2023-ford-ev-battery-plant-funding-biden-green-technology/

EVTank 자료에 따르면 2022년 기준, 글로벌 전해액 생산량은 104.3만톤이었으며, 이 중 중국의 생산량이 89.1만톤으로 생산량 기준 중국의 글로벌 전해액 점유율은 85.4%를 차지하였습니다.

전해액은 배터리 4대 소재 중 가장 높은 중국 의존도를 보여주고 있는 소재로, 가장 탈중국 공급망 구축이 시급한 소재입니다.

배터리 4대 소재 중, 리튬인산철 배터리 시장의 확대의 가장 큰 수혜를 보는 소재는 전해액이며, 이는 전해액과 함께 전해질염(LiPF6, LiFSI, LiODFB 등), 용매, 첨가제와 같은 관련 밸류체인의 수요확대로 이어집니다.

일반적으로 전해액은 3원계배터리보다 리튬인산철배터리에서 1.5 - 2배 더 많이 사용됩니다.
(1Gwh 당 하이니켈은 약 700톤의 전해액 필요, 리튬인산철은 약 1,300톤의 전해액 필요)

LiPF6도 리튬인산철배터리에서 1Gwh 당 약 125톤이 필요하여 삼원계 대비 더 많은 양의 LiPF6가 필요합니다.

또한 LiPF6는 앞으로 전기차 및 ESS 시장 성장에 따라 고성장을 이어갈 것으로 보여지는데, 글로벌 LiPF6 생산량은 2022년 13만톤에서 2030년 90만톤으로 7배 성장할 것으로 예상되고 있습니다.
(참고로 이는 중국측 자료이기 때문에 향후 미국 및 유럽 시장 확대를 고려하면 LiPF6 성장률은 이를 상회할 것으로 추정됩니다.)

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삼원계 배터리 1Gwh 당 약 90 - 110톤의 LiPF6가 필요하며, 인산철배터리의 경우 1Gwh 당 약 125톤의 LiPF6가 사용되기 때문에, 리튬인산철 배터리 시장확대는 LiPF6 수요 확대로 이어짐.

2021년 글로벌 LiPF6 생산량은 69,900톤이었으며, 2022년에는 13만톤이 생산된 것으로 추정됨.
향후 리튬 배터리 시장이 계속 성장함에 따라, LiPF6의 생산량도 2025년 30만톤, 2030년에는 90만톤에 달할 것으로 예상됨.

受益于下游动力电池的增长，全球六氟磷酸锂（LiPF6）出货量也逐年增加，公开资料显示：生产1GWh三元电池对应约90-110吨六氟磷酸锂，而1GWh磷酸铁锂电池大约使用125吨六氟磷酸锂。由此可见，磷酸铁锂电池对六氟磷酸锂需求拉动效果更显著。2021年全球范围内出货量6.99万吨，同比增长近50%，2022全年出货量达13万吨。未来随着锂电池产业的继续发展，六氟磷酸锂（LiPF6）出货量也将进一步增加，预计到2025年出货量将接近30万吨，2030年出货量将接近90万吨。

https://caifuhao.eastmoney.com/news/20230414212122650518140?from=guba&name=5aSp6LWQ5p2Q5paZ5ZCn&gubaurl=aHR0cDovL2d1YmEuZWFzdG1vbmV5LmNvbS9saXN0LDAwMjcwOSw5OS5odG1s

중국의 LiPF6수출은 2022년 기준 17,608톤, 수입은 865톤이었으며, 국가별로는 한국으로의 수출 비중이 35.4%로 가장 높았습니다.
미국과 유럽(독일 등)으로 수출된 물량의 상당부분도 한국 업체들의 해외 현지 공장으로 추정되기 때문에 한국의 중국 LiPF6 의존도는 매우 높습니다.

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중국의 LiPF6수출량은 2018년부터 매년 두 자리 수 이상의 성장을 하였으며, 2021년 1만톤 이상을 수출한 이후, 2022년 17,600톤 수출하였으며, 수출액으로는 2022년 4.17억 달러를 기록하였음.
(평균 수출 가격 톤당 23,700달러)

2022년 LiPF6의 국가별 수출을 보면, 한국, 독일, 미국, 일본의 수출 비중이 68.3%였으며, 그 중 35.4%가 한국, 12.2%가 독일로 수출되었으며, 미국과 일본이 각각 10.6%와 10.1%였음.
出口则较为分散，2022年我国共与19个国家及地区有六氟磷酸锂出口贸易来往，其中锂电池主要生产国韩国、德国、美国、日本为前四大出口目的地，合计占我国出口总量的68.3%，其中35.4%出口至韩国，12.2%出口至德国，美国与日本分别占比10.6%、10.1%。

LiPF6는 전해액 밸류체인 중 가장 진입장벽이 높은 사업으로 글로벌 적으로 매우 소수의 업체에 의해 과점 되어 있는 시장입니다.

전세계 LiPF6생산의 대부분을 차지하고 있는 중국의 LiPF6 시장을 보면, 글로벌 전해액 생산 1위 업체인 Tinci가 32%, 엔켐의 LiPF6사업 파트너사인 DFD가 30%를 차지하며 사실상 이 두 업체가 글로벌 시장을 과점하고 있다 해도 과언이 아닙니다.

중국 전해액 생산 2위 업체인 Capchem은 DFD로부터 LiPF6를 매입하여 전해액을 생산하고 있습니다.

전해액의 핵심 원재료인 LiPF6의 수급은 전해액 사업자들에게 있어 가장 중요한 부분으로, 현재 LiPF6의 밸류체인을 확보하고 있는 전해액 업체는 글로벌적으로 중국의 Tinci와 DFD와 함께 사업을 진행하는 엔켐 이라고 할 수 있습니다.

엔켐은 중국 다불다(DFD Yangfu)의 지분을 15% 보유하고 있으며, 한국 새만금에서 DFD의 협력을 통해 중앙디앤엠과 함께 LiPF6 5만톤 생산시설을 구축할 예정입니다. (이후 10만톤 까지 증설할 예정이며, 미국 등지에도 LiPF6 생산시설을 만들 예정)

엔켐은 DFD와의 협력을 통해 LiPF6의 내재화를 추진 중에 있으며, 이러한 엔켐의 LiFP6 내재화는 다른 경쟁업체들과 차별화되는 가장 큰 장점이라고 할 수 있습니다.

특히 미국 시장에서 LiPF6를 중국 외 지역에서 생산할 수 있는 엔켐과 다른 경쟁업체 들과의 경쟁력의 차이는 더욱 확연히 들어 날 것으로 보여집니다.

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LiPF6는 일본이 세계 최초로 개발하였으며, 생산하기 어렵고, 작업환경 등의 문제로 진입장벽이 매우 높은 산업임.
2010년 이전까지 LiPF6는 일본에 의해서 독점되었으나, 2015년 이후 중국의 국가정책으로 전기차 산업이 급속히 발전하면서 관련 소재의 국산화가 정부의 정책에 힘입어 이뤄졌음.

이 기간 동안 중국의 LiPF6 생산기술은 획기적으로 발전하여, 일본에 이어 두번째로 LiPF6를 자체적으로 생산할 수 있게 되었음.

LiPF6는 높은 기술 장벽으로 인해 생산기업의 수가 적고, 경쟁이 치열하지 않아 산업구조가 안정적이며, 현재 규모가 작은 업체들은 시장에서 퇴출되어 소수의 기업에 의해 과점을 이루고 있음.

중국의 LiPF6 제조기업은 Tinci(天赐材料), DFD(多氟多), Shintai(新泰材料)、Bikang(江苏必康)、Yongtai(浙江永太)、石大胜华 等이 있음.
LiPF6 시장은 상위 5개 업체가 76%의 점유율을 차지하고 있으며, 그 중 Tinci(32%)와 DFD의 점유율(30%)이 60%이상을 차지하여, 두 업체가 시장을 주도하고 있음.
新泰新材、江苏必康、浙江永太의 점유율은 각각 10%, 7%, 6%임.

LiPF6가격이 고점 대비 하락하면서, 특정업체에 의한 시장 과점 현상은 더욱 강해질 것임.

六氟磷酸锂生产技术难度大，生产环境要求高，进入具有较高的技术壁垒，日本为全球首位实现六氟磷酸锂产业化生产国家，2010年以前，日本在六氟磷酸锂生产方面处于垄断地位，我国六氟磷酸锂主要依赖于进口。2015年以来，国家政策助力新能源汽车快速发展，锂电池材料国产化程度提升成为当务之急，我国企业开始加大锂电池材料的研发力度，并不断提升供给能力，在此期间，六氟磷酸锂制备技术也取得突破性进展，我国成为继日本后第二个实现六氟磷酸锂产业化的国家，进口依赖度大幅下降，国产六氟磷酸锂在国际市场上地位不断提升，我国逐渐成为了六氟磷酸锂净出口国。同时我国也涌现了一批规模较大、生产技术领先的企业。

高技术壁垒致使生产企业数量较少，行业竞争格局集中且稳定。规模较小、产能低端、产能利用率低的中小型企业被淘汰出清，行业集中度提升。目前国内六氟磷酸锂厂商有天赐材料、多氟多、新泰材料、江苏必康、浙江永太、石大胜华等。2022年前三季度，国内76%的市场被前五家企业所占据，其中天赐材料、多氟多两家企业占据了全国60%的市场份额，双寡头引领行业快速发展，天赐材料占比32%，多氟多占比30%，同时天赐材料还是我国电解液龙头企业。其次新泰新材、江苏必康、浙江永太分别占比10%、7%、6%。在此次价格不断下跌的情况下，六氟磷酸锂行业内企业盈利能力将呈两极分化，产销规模更大、成本控制能力更强的企业在市场竞争中将更具优势，市场份额将向着优势企业聚拢，行业集中度将进一步提升。

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