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2차전지 산업/산업 이슈

일진머티리얼즈 분석과 동박 산업의 전반

by Thimothy 2020. 11. 18.

 1. 동박이란?

 

동박은 인쇄회로기판(PCB)2차전지에 필수소재입니다. 최근 배터리 시장이 급격하게 성장하고 있어 핵심소재인 동박도 주목받고 있습니다. 배터리 셀을 봤을 때 동박은 배터리 원가에 5~8%를 차지하며, 무게는 16%를 차지하고 있습니다. 이것은 배터리 비중에 세 번째를 차지할 정도로 고부가가치 산업입니다.

 

동박을 생산하기 위해서는 두 가지 생산방식이 있습니다. 압연 동박과 전해 동박입니다. 최근에는 생산비가 저렴하고 경박단소화에 유리한 전해 동박이 대부분 사용되고 있습니다.

 

(1) 압연 동박

우선 각 방식을 살펴보겠습니다. 현재 동박은 마이크로 단위로 얇게 사용되고 있습니다. 이것에 맞춰 압연 동박은 두 개의 롤러 사이에 구리판을 통과시켜 얇게 만듭니다. 처음부터 수십 마이크로미터 두께로 만들 수 없어 점차 롤러 사이의 간격을 좁혀 가며 수십 번의 공정을 거칩니다. 이 과정에서 롤러 사이를 통과시키기 위해 기름칠을 해주고, 완제품은 탈지 과정을 거칩니다.

 

결국, 두께가 얇아질수록 생산비가 크게 높아지는 단점이 발생합니다. 압연 동박이 전해 동박에 비해 급격히 비싸지는 한계를 35μm로 추정합니다. 35μm 이하로 만들면 전해 동박의 가격을 따라잡을 수 없다는 의미입니다. 음극집전체에 사용되는 동박의 두께는 6μm 정도로서 압연 동박의 생산방식으로는 가격 경쟁력을 따라갈 수 없게 되었습니다.

 

(2) 전해 동박

다음으로 전해 동박을 알아보겠습니다. 전해 동박에서 전해는 전기분해를 의미합니다. 일종의 전기분해인 전기도금법으로 동박을 생산합니다. 전해 동박은 일반적으로 황산-황산구리 수용액의 전해액에 백금(Pt) 또는 백금 산화물로 피복한 티타늄판으로 이루어진 불용성 양극과 이 양극에 대향하는 티타늄으로 이루어진 드럼 형상의 음극을 사용합니다. 상기 양극과 음극 사이에 전류를 인가하여 상기 드럼면에 구리를 석출시키는 방식으로 동박을 형성하고, 형성된 동박을 상기 드럼면으로부터 분리하여 연속적으로 권취하는 방법으로 제조됩니다. (저도 명확히 이해하기 어렵네요, 그림을 참고하시면 쉽게 이해가실 것 같습니다)

 

출처 - 코부산업

 

배터리 업계는 생산효율성과 원가절감을 위해 동박 업계에 더욱 길고, 더욱 넓게 생산할 것을 요구하고 있습니다. 그러다 보니 동박이 끊어지지 않고 길게 생산할 수 있는 기술력 중요해지고 있습니다. 두께는 6~15μm 수준이지만, 대게 6μm를 위주로 생산하고 있습니다.

 

 

2. 기업 경쟁력

 

 

동박의 수요는 증가하고, 수익률은 높아 많은 기업이 산업에 진출하고 있습니다. 국내에는 일진머티리얼즈, SKC, 두산솔루스, 고려아연이 동박 산업에 진출했습니다. 동박업계 관계자는 “국내·외 배터리 업체들에게 동박을 납품하고 있는 국내 업체는 일진머티리얼즈·SK넥실리스·두산솔루스 등 세 곳에 불과하다”며 “시간이 갈수록 동박 수급이 타이트하게 움직일 것으로 보인다”고 말했습니다. 지금부터 일진머티리얼즈의 전망에 대해 알아보도록 하겠습니다.

 


- 개요

일진머티리얼즈의 사업은 Elecfoil과 Energy로 나뉩니다.  Elecfoil이란 얇은 Copper Foil로서, Copper Wire를 용해시킨 CuSO4 전해액으로부터 Copper를 석출시켜 고객의 요구에 맞춰 생산된 제품을 말합니다. Elecfoil 사업은 TV, 컴퓨터, 휴대폰, 2차전지 등 전자제품 전반을 타겟으로 합니다. Energy는 LMO 양극재를 중심으로 시장에 도전하고 있습니다. 이 글에서는 Elecfoil 사업에 좀 더 집중하겠습니다.

일진머티리얼즈는 1988년 국내 최초로 Elecfoil을 생산한 기업입니다. 현재는 IT산업으로의 변화에 발맞추어 첨단 전자기기의 소형화와 다기능화에 적합한 특수 Elecfoil을 개발, 상용화하여 Elecfoil 시장을 선점하게 되었습니다. 현재 대표적인 제품 I2B, I2K, ICS가 있습니다.

 

I2B(2차전지 음극집전체용 Elecfoil)은 휴대폰 배터리, 캠코더, 노트북 등 2차전지에 사용됩니다. 두께별로 6, 8, 10, 20μm의대표적인 제품으로 I2B(2차전지 음극집전체용 Elecfoil)은 휴대폰 배터리, 캠코더, 노트북 등 2차전지에 사용됩니다. 두께별로 6, 8, 10, 20μm의 제품이 있습니다.

I2K(고출력, 고용량 2차 전지 음극집전 Elecfoil)은 범용품목(I2B) 보다 인장강도가 높고 연신율이 높은 기능성 특수 Elecfoil 입니다. 상온에서는 연신율이 높고 고온의 공정을 거친 후에는 인장강도 높아지는 특성을 갖고 있습니다. 소형 리튬2차전지의 음극집전체와 전기자동차(HEV, EV) 및 에너지 저장시스템(ESS)용 중대형 2차전지의 음극집전체로 사용되는 제품입니다. 

ICS(PCB용 Elecfoil)은 인쇄회로기판(PCB: Printed Circuit Board) 및 Elecfoil적층판(CCL: Copper Clad Laminate)의 주재료로 사용되는 범용 제품입니다. TV, 냉장고, 세탁기, 컴퓨터 등 우리가 사용하는 대부분의 전자제품에 기본적으로 들어가며, 두께별로 9, 12, 18, 35, 70, 105㎛ 등의 제품이 있습니다.

 

- 생산능력

일진머티리얼즈 2차전지용 일렉포일 연간 생산 능력확보는 1차적으로 총 연산 5만톤 증설 프로젝트를 목표로 진행하게 되었습니다. 생산능력은 2014년 1만톤 초반, 2015년 약 1만 3,000톤을 확보했습니다.

일진머티리얼즈는 2017년 말레이시아에 1만 톤 규모의 I2B 일렉포일 공장을 짓겠다고 밝혔습니다. 이는 2차적으로 말레이시아 공장의 생산능력을 10만 톤까지 늘리기 위해 연 1만 톤씩 증설하겠다는 계획을 내놓았습니다. 

생산능력은 2017년 약 1만 5,000톤, 약 2018년 2만 2,000톤, 2019년 약 3만 2,000톤(국내 2만 2,000톤+말레이시아 1만톤)의 규모를 확보했습니다.

일진머티리얼즈는 2019년 말레이시아 공장 2차 증설을 밝혔습니다. 2공장과 3공장을 동시 증설해 연간 2만t 규모의 생산능력을 추가로 확보할 예정입니다. 이것의 완성 시기는 2020년 말로 바라보며, 완성됐을 시 약 5만 2,000톤 규모의 생산능력을 확보하게 됩니다.

일진머티리얼즈는 2019년 말, 6천억을 투자해 추가적인 말레이시아 공장 증설에 나섰습니다. 증설이 완료됐을 때 생산량은 연간 8만t 수준입니다. 국내 2만t을 합하면 총 10만t 규모의 생산 능력을 갖추게 됩니다.

(자료에서 2차전지용 일렉포일과 PCB용을 구분점을 찾기 힘들어 수치의 오차가 존재합니다)

정리하면, 국내 생산거점인 익상공장의 일렉포일 생산규모는 2만 2,000톤입니다. 이중 2차전지에 해당하는 일렉포일은 1만 5,000톤입니다. 말레이시아 공장은 2차전지용 I2B 제품을 생산합니다. 생산능력은 1만t입니다. 국내외를 합친 일렉포일 생산능력은 3만 2000톤, 이중 2차전지용 일렉포일 생산능력은 2만 5,000톤입니다.

2020년 말까지 이 수치는 총 생산능력 5만 2,000톤, 이차전지용 일렉포일은 4만 5,000톤으로 확대됩니다.

2019년 말 투자한 증설이 완료되면 일렉포일 생산능력은 8만t으로 증가합니다. 최종 목표는 10만t 규모입니다. 추가적으로 일진머티리얼즈는 유럽 현지 고객사와 접근성을 높이기 위해 앞서 6월 헝가리의 일렉포일 슬리팅(후공정)공장을 1만 톤 증설한다는 계획을 내놓았습니다.

 

앞으로 심화될 동박산업의 경쟁에서 수익성이 높은 말레이시아 공장의 가동률을 높인다면 시장 점유율을 지켜나갈 수 있을 것으로 판단하고 있습니다. 또한, 최근 배터리데이에서 일론 머스크는 배터리 제조업체들인 LG화학, 파나소닉, CATL을 언급했습니다. 일진머티리얼즈는 이들에게 동박을 납품하고 있으며 이 외에도 중국 전기차 제조업체 비야디(BYD), 전기차 배터리 제조업체 BAK, 리센, 코스라이트 등으로 납품업체를 확대하고 있습니다.


- 경쟁상황

출처 - 금융감독원 전자공시시스템



SK그룹은 SK이노베이션이 제작하는 전기차 배터리와 SK아이테크놀로지의 분리막, SK넥실리스의 동박 사업을 영위하고 있습니다. 최근, SK그룹의 투자 지주회사인 SK㈜는 최근 글로벌 1위 동박 제조사 왓슨에 1000억원을 투자했습니다. 2019년 4월 2700억원을 투자해 2대 주주로 올라선 지 약 1년 만입니다. 왓슨의 배터리용 동박 생산능력은 주요 동박 제조사 중 최대 규모인 연 4만t입니다. 2025년 14만t까지 늘린다는 방침입니다.

SK넥실리스는 1~4공장 근처에 짓고 있는 5공장과 6공장은 자동화 정도를 확대하고 2022년 양산할 예정이다. 회사의 연간 동박 생산능력은 현재 3만4000톤에서 5만2000톤으로 늘어납니다. 그 외 해외 건설 계획도 발표 준비중입니다. SK넥실리스는 몸집 불리기에 한창입니다.

SK넥실리스는 한국기록원(KRI)으로부터 두께 4.5μm(마이크로미터·1μm는 100만분의 1m), 폭 1.33m, 길이 56.5km의 동박을 생산할 수 있는 기술력을 인증받고, 이것으로 기술력 우위를 점하고 있다는 기사를 내보내고 있습니다. 
하지만, 이차전지에 들어가는 동박은 6μm로, 6μm 이하의 제품은 아직까지 검토되고있지 않은 상황으로 테스트용 판매 외에 매출에 영향을 미치지는 않을 것으로 보입니다.

현재까지 국내에서는 SK넥실리스가 일진머티리얼즈에 가장 큰 경쟁사입니다.

두산솔루스의 경우 현재 점유율 0.1%입니다. 글로벌 전기차 배터리용 일렉포일 시장에서 CCP, 중국 왓슨, 일진머티리얼즈, SK넥실리스 등은 빅4로 통합니다. 동박 시장에서 두산솔루스의 존재감은 미미한 편입니다. 두산솔루스는  점유율을 끌어올리는게 큰 과제인 상황입니다.

두산솔루스 또한 공격적인 증설로 동박 사업에 뛰어들었습니다. 초기 연간 1만t의 일렉포일을 공급할 계획으로 헝가리 타타반야 지역에 공장을 건축 중에 있습니다. 2025년까지 5만t까지 생산 시설을 증대할 계획입니다. 5만t은 전기차 220만대에 공급 가능한 규모입니다. 두산솔루스는 유럽에서 전지박 사업 기반을 닦은 후 미국과 중국 시장에도 진출할 계획을 갖고 있습니다.

 

동박 산업은 후발 업체가 없다는 점이 큰 매력입니다. 배터리 제조사가 요구하는 사양을 충족하는 기술력을 갖추기 쉽지 않아 진입 장벽이 높습니다. 기존 업체들은 증설이나 인수합병(M&A)을 통해 생산량을 늘리고 있는 상황입니다.

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제가 생각하기에 현재 가장 큰 변수는 테슬라와 전기차 화재 이슈입니다. 테슬라는 자체 배터리 계획을 밝혔습니다. 목표 규모는 2022년까지 100만GWh입니다. 현재 LG화학의 연간 생산규모가 100만GWh인 것으로 보아 굉장히 큰 규모인 것으로 볼 수 있습니다. 여기에 변수는 테슬라 배터리는 4680규격의 원통형 셀을 기준으로 합니다. 이 원통형 셀에 동박이 어느정도 들어가며, 테슬라 공급사로 어떤 기업이 들어갈 것인지에 따라 시장 점유 규모가 크게 변할 것으로 보입니다.

 

중국의 경우에는 동박을 얇게 만들 수 있지만, 면적이 넓고 길게 만드는 기술력은 한국 기업들과 차이가 있는 편입니다. 따라서 중국의 세계 시장 점유에는 아직까지 한계가 있을 것으로 보입니다.

 

마지막으로 전기차 화재 이슈입니다. 최근 LG화학과 삼성SDI가 배터리를 공급한 현대,GM, BMW, 포드는 전기차 화재 이슈로 전량 리콜 혹은 일부 리콜을 단행했습니다. 이것으로 우려되는 점은 고객의 전기차 안전성 문제입니다. 고객의 전기차 신뢰도 하락과 하이니켈계 양극재 기술력의 한계가 지속된다면 전기차 공급에 어려움이 생길 것으로 예상됩니다. 다가오는 2021~2022년은 전기차가 가장 급격하게 성장해야 할 시기이므로, 빠르게 현재 이슈를 정리하고 개선해야 할 필요성이 있습니다.

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감사합니다.