실리콘 음극재 기술 발전에도 양극재 업체를 계속 주목해야하는 이유

한줄요약

 

기존 흑연계 음극재를 실리콘 음극재가 100% 대체하게 될 경우 양극재 수요가 대폭 늘어날 것이기 때문

 

 

 

실리콘 음극재란?

 

2차전지는 양극과 음극이 서로 리튬이온을 주고 받으며 충전과 방전을 반복합니다.

 

충전의 경우, 리튬이온은 음극의 원자 사이로 들어가 저장되며 충전이 이루어지게 됩니다.

 

음극재는 구성되는 원소에 따라 천연흑연, 인조흑연 그리고 실리콘 음극재로 구분합니다.

 

 

실리콘 음극재의 효과는?

 

음극재 시장에서는 기존 천연흑연과 인조흑연 시대를 지나 실리콘 음극재 시대가 도래할 전망입니다.

 

그 이유는 탄소원소는 6개당 1개의 리튬이온이 저장 가능한 반면, 실리콘은 원소 1개당 4~5개의 리튬이온이 저장되므로

 

에너지용량을 개선할 수 있기 때문입니다.

 

다만, 실리콘은 리튬이온 저장 시 부피가 팽창하는 특성으로 충전-방전 반복 시 불안정 구조가 심화되는 문제가 있습니다. 

 

이런 문제를 기술적으로 잘 극복할 수 있느냐에 따라 실리콘 음극재 업체의 경쟁력이 결정될 것입니다.

 

 

주목해야 할 점은?

 

위에서 설명한 특성 덕분에, 실리콘 음극재는 그 자체로 충전속도 개선효과를 보여주는데요.

 

더불어, 실리콘음극재는 충전속도 개선효과 외에도 기존 흑연계 음극재 대비 에너지밀도가 높다는 장점이 있습니다.

 

 즉 같은 기준이 필요할 때 더 적은 용량의 음극재를 넣으면 되기에 양극재의 용량을 늘릴 수 있습니다.

 

음극재만의 성능개선이 아니라 배터리셀 전체 관점에 서 성능개선에 기여 가능합니다.

 

 

 

 

위의 그림과 같이 실리콘 음극재로 대체됨에 따라,

 

음극재의 부피는 5%까지 줄어드는 반면 양극재의 부피 95%까지 증가함을 알 수 있습니다.

 

즉, 실리콘 음극재가 흑연을 100% 대체하게 된다면,

 

같은 부피의 배터리를 제조 시 양극재의 용량이 기존대비 58% 급격히 증가하게 될 것입니다.

 

 

결론

 

실리콘 음극재 시대가 도래함에 따라 경쟁력 있는 관련 업체 주목해야 함은 물론,

 

실리콘 음극재 시대가 도래함에 따라 배터리 1개에 들어가는 양극재 용량도 급격 증가하고, 

 

이는 양극재 업체의 매출 향상으로 이어지게 되므로

 

경쟁력 있는 양극재 업체에도 지속적인 관심이 필요하겠습니다.

 

 

또한, 이러한 혁신의 과정을 통해 배터리셀 전체의 성능이 향상되고, 이에 따라 셀의 가격이 증가하며 

 

전기차의 주행 거리가 향상되고, 전기차의 가격이 증가하는 효과가 장기적으로 나타날 것으로 생각됩니다.

 

 

양극재 및 음극재 주요 업체는?

 

우리나라 양극재 대표 업체는 에코프로비엠, 포스코케미칼, LG화학, 엘앤에프, 코스모신소재가 있습니다.

 

우리나라 실리콘 음극재 대표 업체로는 대주전자재료, 포스코케미칼, 한솔케미칼, SKC 등이 있습니다.

 

 

본 블로그의 실리콘 음극재 관련 포스팅

2023.01.05 - [투자] - 국내 주요 실리콘 음극재 업체 알아보기(디일렉)

2023.01.08 - [투자] - LG에너지솔루션, 퓨어(100%) 실리콘 음극재 전기차 첫 적용 추진

2023.01.09 - [투자] - 대주전자재료, 실리콘 음극재 5배 증설.. 투자포인트 체크(전자신문)

 

 

출처

 

본 포스팅은 DS투자증권의 구성중 애널리스트의 이차전지 산업 보고서(22.12.14)를 참고하여

 

본인의 의견을 더하여 작성하였습니다.

 

I_ElectronicEquip_20221214_DS_829620.pdf

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