1. 재료비 절감 

배터리 제조원가에서 재료비가 차지하는 비중은 67%로 가장 크다. 재료비 내에서는 양극재가 65%로 가장 큰 비중을 차지한다. 양극재 판가는 재료비+가공비로 구성되는데 판가 구성에서 리튬(38%), 니켈(36%), 코발트(6%)의 비중이 80%로 절대적이다. 

리튬은 염호나 광산에서 다양한 형태의 리튬(탄산, 인산, 황산 등)을 뽑아낸 뒤 배터리용 고순도 수산화리튬(LH)으로 전환하는 과정을 거친다. 니켈/코발트는 원광을 저렴하게 조달해 제련과정을 거쳐 MHP(수산화니켈+수산화코발트 혼합물)라는 중간체를 생산하고 이를 정제(황산화)해 전구체 원료로 투입하게 된다. 양극재 업체들은 최종적으로 전구체와 수산화리튬을 고온에서 합성시킨다. 이런 과정들을 일부 혹은 전부 내재화(업스트림 진출)해 양극재에서 원가를 10%만 줄여도 배터리 제조원가를 4.4% 줄일 수 있다.

국내에서는 포스코그룹이 모든 단계를 그룹 차원에서 내재화하고 있고, 에코프로그룹은 채굴을 제외한 모든 과정을 내재화했다.

2. 기술혁신 (건식전극, 4680, CTP)

- 당사는 배터리 제조원가가 건식전극을 통해 18%, 4680과 CTP 적용을 통해 각각 약 8% 절감될 것으로 예상한다.

- 건식전극, 4680, CTP가 모두 완벽하게 적용될 경우 배터리 제조원가는 약 34% 하락하는 것이다.

- 건식전극은 용매(습식)를 사용하지 않고 활물질, 도전재, 바인더를 잘 섞어 전극에 코팅 하는 기술이다.

- 기존 습식전극은 코팅공정 이후 건조공정, 용매 회수 공정이 별도로 필요한데 이 장비들의 길이가 100m, 높이는 30m로 공간을 많이 차지하고, 무엇보다 전력소모가 크다.

- 에너지 밀도를 높이려면 전극두께를 두껍게 쌓는 high loading을 구현해야 하는데 습식방식에서는 믹싱과정에서 활물질은 무거워서 가라앉고, 도전재와 바인더는 위로 뜨게 돼 믹싱이 제대로 되지 않아 high loading 구현에 한계가 있다

- 건식은 활물질, 도전재, 바인더를 건식믹싱해 필름형태의 중간전극을 만들고 이걸 집전체에 붙이는 방식으로 전극을 구현하고 있어 에너지밀도 향상에 더 유리하다. 다만 양산능력 확보에는 아직 시간이 필요할 것으로 보여 당사는 2025년 이후 상용화를 예상한다.

- 4680배터리는 2170 대비 단위당 에너지밀도가 커 KWh당 가격을 낮출 수 있고, 팩을 구성하기 위해 필요한 셀 개수가 2170의 절반 이하인 바 연결 부품 수가 감소해 팩 레벨의 원가는 더 낮출 수 있다. 당사는 4680의 팩 제조원가가 2170 대비 약 8% 낮을 것으로 추정한다

- 관건은 생산속도다. 2170을 300PPM(Production per minute)으로 생산하는 것은 쉽지만 전극 사이즈가 더 큰 4680을 같은 속도로 생산하는 공정은 난이도가 훨씬 높다

- 당사는 생산속도가 상용화 초기에는 100~200PPM을 유지하다가 향후 300PPM으로 개선될 것으로 전망한다

- 300PPM을 달성할 경우 4680의 라인당 생산성은 2170 대비 최대 5배까지 증가해 고질적인 배터리 부족 해결에 도움이 될 것으로 보인다

- Panasonic(Wakayama)과 LG에너지솔루션(오창)은 2024년 4680 본양산(상용화)에 나설 계획이며 삼성SDI는 2023년 시양산을 거쳐 2025년 이후 본양산을 예상한다. 

3. 신제품 양산(4680, LFP)

- 하반기 국내 업체들은 4680, LFP 등 신제품 양산에 나선다. LG에너지솔루션(오창)과 삼성SDI(천안)는 하반기 국내 공장에서 4680 시양산을 통해 대량 양산 가능 여부를 검증한다. 

- 본양산 시점은 2024~2025년으로 예상된다. 관건은 생산속도와 수율이다.

- 4680은 전극 길이가 길어지기 때문에 고온,고압의 환경에 노출돼 이에 견딜 수 있는 단결정 양극재, 고강도 포일(동박/알박), 최적화된 전해액(첨가제)이 필요해 소재업체와의 협력도 필요하다.

- LFP양산도 진행된다. LG에너지솔루션은 중국 난징에서 ESS용 LFP 셀 양산을 시작한다.

- 당사는 LG에너지솔루션이 CATL에 이어 테슬라의 북미 LFP 공급사가 될 것이라 기대한다.

4. 밸류에이션 갭 축소 

양극재(포스코퓨처엠, 에코프로비엠, 엘앤에프)와 그 외 소재들 간의 밸류에이션 갭이 역사적인 수준으로 벌어졌다. 2022년 이 갭은 평균 43%였지만 현재는 70%를 넘나들고 있다. 과거에도 갭 60%를 넘어서기 시작하면 곧이어 갭 축소가 나타났다는 점을 감안하면 현재의 양극재 밸류에이션 갭이 유지될 가능성은 낮아보인다.

IRA Section 30D 조항에 의거해 배터리 부품으로 분류된 전해액, 분리막 업체들이 그간 제한적이었던 고객사와의 합종연횡을 바탕으로 리레이팅될 전망이다. 엔켐, 동화기업, SK아이이테크놀로지의 수혜가 예상된다.