* 글의 내용은 박찬일 저자의 '2023년 상장기업 업종지도'를 참고하여 작성하였습니다.
* 주식 공부를 하려고 작성하는 것으로 종목 추천의 내용이 아니며 종목 선택은 본인의 몫입니다.
전기차, 거스를 수 없는 메가 트렌드
폐배터리 리사이클링을 주목할 때 (33p)
- 주목 이유 1. 환경이슈
전기차 배터리에는 각종 중금속과 전해액이 포함돼 있어 폐배터리를 매립하면 토양 오염을 일으킨다.
환경에 유해하지 않도록 처리하는 것이 중요 과제
- 주목 이유 2. 배터리 소재 가격의 급등세
한정된 자원, 채굴의 어려움, 수요 급증, 공급 대란
쓰고 버린 폐배터리에서 이는 소재를 추출하는 리사이클링에 주목할 수밖에 없다.
- 소재 추출 기업 - *성일하이텍, *새빗켐, *코스모화학, *고려아연
리튬이온배터리의 주요 소재 (34p)
현재 전기차에 쓰이는 배터리는 리튬이온배터리다. 양극재, 음극재, 분리막, 전해질 (전해액)로 구성된 배터리에 외부 전기를 주입하면 양극에 있던 리튬 이온과 전자가 음극으로 이동하면서 배터리가 충전되고, 전기 주입 없이 양극과 음극을 도선으로 연결하면 리튬 이온과 전자가 양극으로 이동하면서 배터리가 방전된다. 리튬 이온은 크기가 작아서 양극과 음극 사이에 있는 분리막을 통과하지만, 전자는 통과하지 못하므로 외부 도선을 통해 흐른다.
양극재
- 양극재는 배터리의 용량과 출력을 결정하는 주요 소재이다.
- 니켈은 용량 제고, 망간과 코발트는 안전성 향상, 알루미늄은 출력 향상을 담당한다.
- 전기차의 성능은 한 번 충전해서 달릴 수 있는 거리가 핵심이므로 이를 늘리려면 양극재 중 니켈의 함량을 늘려 배터리의 에너지 밀도를 늘려야 한다.
- 그래서 니켈 농도 80%이상의 '하이 니켈' 배터리가 대세다.
- 양극재 선두주자 *에코프로비엠과 *포스코케미칼이 있고 *엘앤에프가 이에 동참하고 있다.
- *대보마그네틱은 양극재에 섞여있는 철을 제거하는 전자석 탈철기를 제조하는 기업으로 양극재 생산량이 늘수록 전자석 탈철기 역시 수요가 증가할 것이다.
음극재
- 음극재는 충전할 때 양극에서 나오는 리튬 이온을 받아들이는 소재다.
- 흑연계와 실리콘계가 있으며, 최근에는 흑연보다 에너지 밀도가 월등히 높은 실리콘에 주목하고 있다.
- 전해질 (전해액)은 리튬 이온이 이동할 수 있게 하는 매개체로서 배터리의 충전과 방전 기능을 담당한다. 액체 형태로 배터리에 담겨 있는데 양극재와 음극재가 섞이면 불이 붙는다. 가연성 소재여서 배터리에 충격이 가해지거나 온도가 과도하게 높아지면 불이 붙거나 폭발할 수 있다.
분리막
- 분리막은 양극과 음극을 분리하고 리튬 이온만 통과하도록 만든 얇은 막이다.
- 이를 제어하는 것이 중요하며, 배터리 용량을 늘리려면 분리막 두께를 줄이는 것이 중요하다.
전지박
- 전지박은 양극과 음극에 씌우는 얇은 박이다.
- 양극에 사용하는 알루미늄박은 *DI동일과 *삼아알미늄
- 음극에 사용하는 구리박은 *일진머티리얼즈와 *솔루스첨단소재가 생산한다.
리튬이온배터리 제조 장비 (36p)
생산 공정은 크게 전극, 조립, 활성화, 테스트로 나뉜다.
전극
- 전극 공정은 양극과 음극 전극판을 만드는 과정이다.
- 배터리 성능을 높이기 위해서는 양극재와 음극재를 많이 넣어야 한다. 이때, 전극 코팅 밀도를 높이고 소재 변형을 최소화하는 기술이 '롤투롤' 기술인데 회전하는 롤에 소재 물질을 감아 도포하는 것이다.
- 국내 기업 - *피엔티
조립
- 조립 공정은 배터리 형태를 만드는 것으로 노칭, 스태킹, 용접, 패키징 등의 과정을 거친다.
- 장비 제조사 *하나기술, *엠플러스, *유일에너테크, *나인테크
활성화
- 활성화 공정은 배터리에 전기적 특성을 부여한다.
- 이 과정을 거쳐야 비로소 양극과 음극을 구성하는 물질이 전기를 발생시키는 활동을 시작한다.
- 장비 제조사 *원익피앤이, *에이프로
테스트
- 테스트 공정은 엑스레이 장비를 통해 배터리 불량 여부를 검사하는 것으로,
- 장비 제조사 *엔시스, *브이원텍, *자비스, *이노메트리
수소전기차, 리튬이온배터리와의 경쟁에서 살아남을 수 있을까? (37p)
- 수소전기차의 작동 원리
1. 탱크에 수소 충전
2. 탱크의 수소를 연료전지에 공급
3. 연료전지에서 수소와 산소의 화학반응
4. 이 과정에서 전기에너지를 얻음
5. 산소와 반응한 수소는 물로 배출
- 수소전기차의 주요 구성품은 연료탱크, 연료전지, 배터리, 모터
- 연료탱크 제조사 - *일진하이솔루스
- 스택은 수소와 산소를 화학반응시켜 전기를 발생시키는 부품으로서 내연기관의 엔진에 해당한다.
- 금속 분리판 제조사 - *현대제철
- 수소전기차 개발 및 판매 - *현대차 (특히, 트럭 등의 상용차)
- 리튬 이온 배터리 기반 전기차의 경쟁에서 살아남기 위해서는 수소 생산 단가 인하, 충전 인프라의 개선이 필수다.
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