2024.4Q 분기별 매출액 성장 2024.4Q 분기별 영업이익 성장 2024.4Q 분기별 수주잔고 성장 2024.4Q 8주에 80%이상 상승 2024.4Q 신저가대비 100%이상 상승 2024.4Q 50일신고가+신저가대비 70%이상 2024.4Q 2주에 15%이상 하락 2024.4Q 반등강도(30~40)
실리콘음극재
기술분석
1) 실리콘 음극재 제조의 기반 기술은 다양하겠으나, 상용화에 근접한 것은 SiOx와 Si-C다. SiOx, Si-C는 실리콘 음극재의 pure 실리콘의 부피 팽창 이슈(Swelling), 실리콘 나노화의 한계로 인해 도입된 실리콘 화합물이다.
SiOx는 수명 안정성, 즉 부피 팽창 이슈에서 Si-C 대비 우수한 평가를 받는다. 실리콘과 산소는 리튬 이온과 구조적으로 결합하게 되는데(Si-O-Li 비가역 상 형성), 결합체의 비가역 특성으로 인해 안정적으로 음극재 구조 유지가 가능하다.
SiOx는 쿨롱 효율이 낮다. 즉 용량 손실이 발생하여 Si-C대비 에너지 밀도 상승에 한계점을 지닌다. 해당 한계점 극복 위해 SiOx를 채택한 다수의 기업은 CVD Carbon 코팅 또는 마그네슘 등의 이종 금속 추가하는 공정을 동시에 진행하고 있다
Si-C는 SiOx 대비 높은 쿨롱 효율을 나타낸다. 실리콘과 탄소의 기계적 결합을 통해 제조한 복합체인 만큼 리튬 이온의 자유도는 상승, 상대적으로 에너지 밀도 상승에 용이하다.즉 실리콘 음극재 도입 목적에 부합한다.
소비자들이 자동차를 운전할 때, 주행거리에 대한 부분을 크게 신경 쓰지 않게 되는 수준이 1회 충전 시 주행 거리 600km 수준이라고 가정하면, 현재 전기차 평균 1회 충전 시 주행거리 400km를 감안할 때, 약 50%의 배터리 용량 증가가 필요하다. 양/음극재 무게를 더 늘리지 않는다고 가정하고, 양극재의 에너지 밀도 개선이 이론적으로 250mAh/g를 넘기기 어려움을 감안하면, 실리콘 음극재의 용량 밀도를 약 70% 향상 시켰을 때 (20wt%) 배터리 용량은 약 20% 증가한다. 상기한 필요량 50%에는 미치지 못하므로 중장기적으로 실리콘 음극재 함량 증대를 위한 개발이 지속될 것으로 판단한다.
시장 분석 및 전망
양극재 대비 절대 규모는 작으나 음극재 시장 성장 역시 가팔랐다. 글로벌 음극재 수요는 2018년 7.9만톤, 2020년 11.5만톤, 2022년 39.4만톤으로 연평균 +49%, 금액 기준으로는 2018년 6.3억달러, 2020년 9.5억달러, 2022년 35.0억달러로 연평균 +53% 증가했다. 한편, 실리콘 음극재 시장 규모는 2022년 기준 약 6천톤으로 음극재 시장 내 무게 기준 점유율은 1.4%에 불과하다. 다만, 주목할 점은 금액 기준 점유율이다. 2022년 금액 기준 실리콘 음극재의 시장 점유율은 11.1%다. 이는 약 60~80달러/kg 수준의 높은 가격(흑연 계열 음극재 가격 약 8달러/kg)에 기인한다. 향후 실리콘 음극재의 시장 침투를 더디게 하는 요소다. 다만 공정 개발 지속 중이라는 점과 규모의 경제 효과 감안할 때 실리콘 음극재 가격은 향후 40달러/kg 수준으로 하향 안정화될 것으로 전망한다.
배터리 수요 증가 과정에서 양극재 및 음극재 수요 동반 증가할 것으로 전망하나, 그 폭은 배터리 대비 완만할 것으 로 판단한다. 증가폭 둔화는 하이니켈 양극재, 실리콘 음극재 침투율 상승 과정에서의 평균 용량 밀도 증가에 기인한다. 다만 실리콘 음극재 수요 증가율은 전체 음극재 수요 증가율을 큰 폭 상회할 전망이다. 금액 기준 시장 규모 역시 유사한 흐름 전개될 것으로 전망하며, 음극재 시장의 경우 실리콘 음극재 침투율 상승 과정에서 Blended ASP 역시 동반 상승할 것으로 판단한다. 즉 음극재 수요 증가율이 배터리 시장을 하회함에도 불구하고 금액 기준 시장 규모의 성장률은 배터리 시장 규모 성장률을 상회할 것으로 전망한다.
환경분석
- 최근 공급 계약 공시된 엘앤에프의 Tesla향 하이니켈 양극재가 니켈 함량 90%를 상회하는 점은 추가적인 에너지 밀도 개선을 위한 실리콘 음극재 채용이 임박했음을 의미하는 부분이다.
- 2023년 현재, LG에너지솔루션은 실리콘 함량 100%인 ‘퓨어 실리콘(Pure Silicon)’ 음극재 시제품 평가 진행할 계획이다. 실리콘 함량이 높아 앞에서 언급한 SiOx, Si-C 대비 에너지 밀도 증가폭 클 것으로 기대되나, 상용화 가능성은 낮다고 판단한다.
- 삼성SDI는 자체 고유 기술인 ‘SCN(Silicon Carbon Nanocomposite)’을 적용해 P5(舊. Gen5) 배터리에 실리콘 음극재 적용 중이며, 5~7% 수준인 실리콘 함량을 향후 두자릿 수%까지 높일 계획이다.
- CATL은 Benz 뿐만 아니라 Porsche 마칸 EV에도 실리콘 음극재 탑재 배터리 공급 예정으로, 점진적으로 실리콘 음극재 비중 높여갈 계획이다