2차 전지 음극재 관련주 흑연 대체 - 실리콘 음극재 관련주, 그래핀 관련주

2차 전지 음극재 관련주 흑연 대체 - 실리콘 음극재 관련주, 그래핀 관련주

 

 

2차 전지는 충전해서 반영구적으로 사용하는 전지를 말하며, 친환경 부품으로 주목받고 있습니다.

외부 전원으로 공급받은 전류가 양극과 음극 사이에서 물질의 산화, 환원 반응을 일으키는 과정에서 생성된 전기를 충전하는 방식으로 반영구적 사용이 가능한 전지입니다.

 

2차 전지는 충전물질로 무엇을 쓰느냐에 따라 니켈전지, 이온전지, 리튬이온전지, 폴리머전지, 리튬폴리머전지, 리튬설파전지 등으로 나뉘며, 리튬이온배터리는 현재2차 전지 시장의 대부분을 차지하고 있습니다.

 

최근 차세대 배터리로 꼽히는 전고체 배터리가 빠르게 발전하고 있는데요.

전고체 배터리는 양극과 음극 사이에 전해질이 고체로 된 2차 전지로 에너지 밀도가 높아 대용량 구현이 가능하고, 불연속 고체이기 때문에 발화 가능성이 낮으며 충전 속도도 짧아 리튬이온 배터리를 대체할 것으로 보고 있습니다.

 

 

아무튼 현재의 2차 전지 대세는 리튬이온 배터리이며, 리튬 2차전지 방전 시 리튬이온을 저장하는 양극재와 충전할 때 리튬이온을 받아들이는 음극재, 둘 사이에서 리튬 이온이 이동할 수 있도록 해주는 전해질, 양극과 음극이 직접 접촉하지 않도록 분리해 주는 분리막 등 4대 핵심소재로 구성됩니다.

양극재와 음극재는 배터리의 용량과 수명, 그리고 충전 속도를 결정하는 가장 핵심이 되는 소재입니다.

 

양극재(양극활물질 : Cathode Materials)는 2차 전지의 구성요소 중 하나로 리튬이온 배터리의 용량과 평균 전압을 결정하는 것으로 이차전지에 가장 많이 사용하는 물질이며, 양극재로 NCM(니켈, 코발트, 망간) 등이 사용됩니다.

음극재(음극활물질 : Anode Materials)는 2차 전지 충전 때 양극에서 나오는 리튬이온을 음극에 저장했다가 방출하면서 외부회로를 통해 전류를 흐르게 하는 역할을 하는 소재로, 음극재의 재료로는 흑연, 실리콘, 그래핀 등의 물질을 사용합니다.

 

오늘은 중국이 흑연수출을 통제하기 시작하면서 음극재 핵심소재인 흑연을 대체할 수 있는 소재인 실리콘 음극재 관련주와 그래핀 음극재 관련주에 대해서 정리했습니다.

 

중국 정부는 우리나라가 90% 이상을 의존하고 있는 2차 전지(배터리) 음극재 핵심소재인 흑연에 대한 수출을 통제한다고 밝혔습니다.

미국의 인플레이션 감축법에 따른 대항으로 희토류를 비롯해 광물자원에 대한 수출통제가 갈수록 많아지고 있네요.

 

 

아무튼 음극재의 핵심소재이면서 가장 많이 사용하는 흑연의 수출통제로 인해 음극재를 만들 수 있는 대체 소재인 실리콘과 그래핀이 주목을 받고 있습니다.

 

중국의 수출통제를 하고 있는 흑연 관련주에 대해서는 아래 글로 확인해 보세요.

 

중국의 2차전지 소재(음극재) 흑연 수출통제, 흑연 관련주

 

최근 전기차 수요부진의 이유는 시간이 오래 걸리고 충전 인프라가 부족한 충전문제가 큽니다.

이란 문제들을 해결하기 위해 실리콘 음극재를 개발하고 있습니다.

 

그동안 배터리 업계는 주행거리 향상을 위해 양극재에 니켈 함량을 높이는 방법을 사용해 왔습니다만, 양극재 소재 변화를 통한 배터리 성능 향상은 이제 한계에 달하고 있다고 합니다.

그래서 배터리 업계는 또 다른 배터리 소재인 음극재에 주목하고 음극재에 보다 리튬이온을 많이 저장할 수 있는 기술 개발을 하고 있습니다.

 

그 일환으로 음극재의 새로운 소재로 실리콘이 주목받고 있습니다. 

실리콘은 지구상에 풍부하게 분포해 있고, 환경오염을 유발하지 않는다는 장점이 있습니다.

다만, 단점으로는 가격이 비싸고, 흑연보다 충방전의 효율이 낮고 충방전을 반복하면 부피가 팽창하기 때문에 이를 방지하기 위한 기술을 개발해야 한다는 점입니다. 

 

 

 

현재 생산되는 음극재의 핵심 원재료는 연필심의 원료로 알려진 흑연으로 탄소 6개가 모인 육각형 모양의 구조가 리튬이온을 안정적으로 저장할 수 있기 때문입니다.

 

하지만 최근 전기차가 고성능화되면서 흑연 대신 실리콘을 사용한 음극재가 주목받고 있습니다.

실리콘은 원자 1개당 리튬이온 4.4개를 저장할 수 있습니다. 

여기에 중국의 흑연 수출통제가 이루어지면서 실리콘 음극재 개발이 더욱 가속화될 것으로 보입니다.

 

 

실리콘 음극재 관련주

 

 

1. 대주전자재료

대주전자재료는 전자제품에 필수적으로 사용되는 전자부품용 소재를 종합적으로 개발, 제조, 양산할 수 있는 전자재료 전문기업입니다.

생산 제품들은 스마트폰, 노트북 등에 사용되는 칩형 전자부품에 응용되는 칩부품용 전극재료와 LED용 형광체, AMOLED 재료, 태양전지용 전극재료, 이차전지 음극재료 등이 있습니다.

2차 전지 효율성 증대의 핵심소재인 실리콘계산화물(SiOx) 음극활물질을 개발해 생산하고 있으며 3000톤(t)인 실리콘 음극재 생산 능력을 2025년 2만 t까지 늘릴 계획입니다.

 

 

2. 포스코퓨처스

포스코퓨처스는 내화물의 시공 및 보수, 각종 공업로의 설계, 제작 및 판매, 석회제품 등의 제조 및 판매를 하는 기업인데요.

국내 유일 양극제와 음극재를 동시에 생산하는 기업으로 2026년까지 음극재 생산량을 6000t까지 늘릴 예정입니다.

 

 

3. POSCO홀딩스

POSCO홀딩스는 자동차, 조선, 가전 등 산업에 원자재를 공급하는 철강사업(포스코)을 주력으로 영위하고 있으며, 무역/건설/에너지를 포함한 친환경인프라사업(포스코인터내셔널, 포스코건설, 포스코에너지 등)도 운영하고 있습니다.

자회사인 포스코실리콘솔루션도 2025년까지 3000억원을 투자해 포항 영일만산업단지에 연산 5000t 규모의 실리콘 음극재 공장을 건설할 예정입니다.

 

 

4. SK

SK는 SK그룹의 지주사로 SK이노베이션, SK텔레콤, SK네트웍스, SKC, SK바이오팜, SK렌트카, 인크로스 등 총 697개사가 있습니다.

자회사인 SK머티리얼즈그룹14는 상주에 연간 2000t 규모 실리콘 음극재 공장을 완공했고, 2025년까지 생산량을 연산 1만 t까지 늘릴 예정입니다.

 

 

5. LG화학

 LG화학은 석유화학 사업부문, 전지 사업부문, 첨단소재 사업부문, 생명과학 사업부문, 공통 및 기타부문의 사업을 영위하고 있는 기업입니다.

LG화학은 실리콘 100% 음극재인 '퓨어 실리콘'을 개발 중입니다. 

 

 

 

6. 엘앤에프

엘앤에프는 2차 전지 양극활물질과 그에 관련된 소재 제조 및 판매를 주요 사업으로 하고 있습니다.

테슬라와 2024년부터 2025년까지 2년간 하이니켈 양극재 공급계약을 공시하며 테슬라의 직접 벤더업체임을 알렸습니다.

엘앤에프는 지난달 일본 화학사 미쯔비시 케미칼과 '차세대 음극재 사업 업무협약'을 체결하면서 양극재에서 음극재까지 사업 범위를 넓히겠다는 구상입니다.

 

 

6. 롯데케미칼 / 롯데에너지머티리얼즈

롯데케미칼은 기초소재사업은 납사, LPG 등의 원료를 활용하여 기초유분과 모노머, 폴리머 등의 제품을 제조, 판매하며 관련 연구 개발을 진행하고 있습니다.

분리막 소재와 전해액 유기용매 생산공장을 건설 중이며, 동박 사업 계열사 롯데에너지머티리얼즈이 실리콘 음극재 기술을 보유한 프랑스 스타트업인 엔와이어즈(Enwires)와 지분투자계약을 체결했으며, 향후 고성능 실리콘 음극재를 대량 생산할 계획이며, 음극재 핵심 소재인 동박 사업과의 시너지를 기대하고 있습니다.

 

 

7. 이녹스

이녹스는 새한마이크로닉스로 설립된 후  이녹스와 이녹스첨단소재로 인적분할되었습니다.

지주회사로 자전거사업 분야의 레저부문인 알톤스포츠, 투자회사인 아이베스트 및 2차전지 음극재용 원소재를 생산하는 티알에스를 종속회사로 두고 있으며, IT첨단소재를 생산하는 이녹스첨단소재를 관계회사로 두고 있습니다.

 

 

8. 한솔케미칼

한솔케미칼은 라텍스, 과산화수소, PAM, 차아황산소다, 전자재료, Precursor, 기타 화공약품 등을 판매하고 있습니다.

정밀화학 산업은 각종 첨가제, 제지약품, 수처리제, 염료, 도료, 안료, 반도체약품, 계면활성제, 접착제, 화장품, 의약품 등을 생산하는 공업을 포괄하는 화학산업으로 가공형 산업의 특징을 지니고 있습니다.

2차전지용 테이프, 음극재 바인더를 생산합니다.

 

 

9. 나노신소재

나노신소재는 디스플레이 패널시장 및 태양전지 시장, 반도체 CMP공정에 투입되는 소재 제조 그리고 2차 전지 전극에 적용(실리콘 음극재 충전속도 개선)되는 CNT도전재를 주요 사업으로 영위하고 있습니다.

 

 

10. 이엔플러스

이엔플러스는 방 차량 제조업 및 2차 전지용 전극, 신소재를 제조하고 있으며, 신소재 사업에서 동사 방열소재 제품은 갭필러, 갭패드, 갭필링겔로 나뉘고, 2차전지 사업부문의 제품은 리튬 이차전지 양극, 음극 전극으로, 집 전체 위에 활 물질, 도전재, 결착재 등이 도포되어 있는 형태입니다.

실리콘 음극재 관련 제조기술을 확보한 것으로 알려져 있습니다.

 

 

 

11. KBG

KBG는 실리콘 소재 사업을 영위하며, 이와 더불어 정밀화학/바이오 사업을 일부 영위하고 있습니다.

핵심 제품은 실란 모노머, 실리콘 레진&폴리머, 실리콘 융합 소재이고 주요 거래처는 바커케미칼코리아, wacker chemical, Dow, KCC실리콘 등이 있습니다.

 

 

12. 엠케이전자

엠케이전자는 반도체 Package의 핵심부품인 본딩와이어(Bonding Wire) 및 솔더볼(Solder Ball) 등 전자부품 등을 생산하는 사업을 영위하고 있습니다.

2차전지용 음극활물질을 생산하고 있으며, 탄화규소계 실리콘 음극재를 개발하고 있습니다.

 

 

13. 애경케미칼

애경케미칼은 수프탈산, 가소제 및 무수마레인 등의 제조 및 판매업 영위하고 있습니다.

국내 최초 2차 전지 음극재 개발 및 실리콘계 음극용 바인더 상용화를 진행하고 있습니다.

 

 

14. 원준

원준은 2차전지(양극재, 음극재) 소재 열처리 장비를 제공하는 회사로, 현재 2차전지 소재 생산을 위한 열처리 장비를 제공하는 소성로 사업과, 2차 전지 소재 공정설비 엔지니어링 사업을 주요 사업으로 영위하고 있습니다.

실리콘 음극재 열처리 장비를 공급하고 있습니다.

 

 

15. 일진전기

일진전기는 저압부터 초고압까지 다양한 전압의 전선을 비롯하여 변압기, 차단기 등의 중전기기, 그 외 전력 시스템을 구성하는 전력기기 등을 생산하는 종합 중전기 기업입니다.

실리콘 합금 음극재를 개발하고 있습니다.

 

 

 

16. 제이오

제이오는 이차전지, 전자재료, 항공우주 등에 필요한 소재생산설비와 식품, 석유화학, 에너지 산업 등 다양한 분야에서 공정설계, 기본 및 상세설계, 사업관리, 시운전 등 EPC 관련 서비스를 제공하고 있습니다.

실리콘 음극재 충선속도를 개선하는 CNT 도전제를 생산하고 있습니다.

 

 

17. 트루윈

트루윈은 자동차에 적용되는 IR센서, APS(엑셀레이터 페달센서), BPS(브레이크 페달센서), TPS(엔진공기밸브 센서) 등을 개발, 제조 및 공급하고 있습니다.

실리콘 소재의 부피팽창을 억제하기 위해 그래핀을 접목한 중국향 합성소재를 개발하고 있습니다.

 

그래핀 음극재 관련주

 

 

그래핀은 2차원 평면 위에 탄소 원자가 육각형 벌집 구조로 배열된 물질이며, 그래핀 특유의 독특한 물성 덕분에 차세대 꿈의 물질로 각광받고 있습니다.

강철보다 100배 단단하고 철보다 7배 가벼우며 전기전도성도 뛰어난 차세대 꿈의 물질이라고 합니다.

 

항공기, 건축 자재, 전자제품 등에도 많이 쓸 것으로 보이며, 2차 전지의 '실리콘 음극재'에 그래핀을 활용했을 때 장점이 많다고 합니다.

실리콘 음극재는 에너지 저장 능력이 뛰어나지만 충방전 시 팽창 등의 문제가 뒤따르는데요.

그래핀은 기계적 안정성이 높고 전기 용량 또한 뛰어나다고 합니다.

3.2g의 소량으로도 축구장 면적을 커버할 만큼 많은 리튬이온을 저장하고, 전도성(구리의 100배 이상)이 월등해 충전 속도를 높입니다.

다만 생산 비용이 큰 단점입니다.

 

어느 기업은 10분 충전에 800km를 달릴 수 있는 그래핀 음극재를 개발하고 있는 상태입니다.

 

그래핀에 대한 자세한 설명은 아래 글을 참고하시기 바랍니다.

 

그래핀 장단점과 활용분야로 알아보는 그래핀 관련주(대장주)

 

 

 

그럼 그래핀 음극재 관련주에는 어느 정목이 있을까요?

 

 

1. 상보

상보는 디스플레이용 광학필름, 그래핀 등 제조사입니다.

첨단나노소재 사업부문에서 그래핀 하이 배리어, 은나노와이어 필름 등을 생산. 정부로부터 그래핀배리어필름 국책과제 주관기업으로 선정한 이력이 있고요.

그래핀 배리어(Graphene Barrier) 필름은 전기 전도성 및 기체 차단성이 우수한 신소재로 상보에서 배리어 매트릭스와 박리 그래핀을 복합해 결점이 최소화되고 유연성을 갖는 습식코팅공정의 기체, 수증기 차단 그래핀 배리어 복합 필름 개발에 성공했습니다.

 

 

2. 경인양행

경인양행은 기능성 화학소재 전문기업으로서, 섬유, 전자제품, 식품 등에 사용되는 염료, 잉크 및 정밀화학 소재를 개발, 생산하고 있습니다.

자회사인 제이엠씨에서 고품질 산화 그래핀 제주기술을 개발하여 생산하고 있습니다.

 

 

3. 다산솔루에타

솔루에타는 스마트폰 등 각종 전자기기에서 발생하는 불필요한 전자파를 차단하는 차폐 소재 제조사입니다.

일반섬유에 구리 등의 금속막을 코팅한 전도성 테이프(스마트폰 및 태블릿 PC용)가 주력제품이고요.

주요 고객은 삼성전자, LG전자, 애플 등 주요 휴대폰 업체입니다.

2017년부터 그래핀 사업을 추진하는 등 신소재 개발과 제품 다변화를 시도하고 있으며 그래핀 기술 관련 특허를 보유하고 있습니다.

 

 

4. 덕산하이메탈

덕산하이메탈은 반도체 패키징 재료인 Solder Ball의 제조를 주요 사업으로 영위하고 있습니다.

그래핀 관련 특허를 3건 보유하고 있습니다.

 

 

5. 덕양산업

덕양산업은 OEM(주문자생산방식) 납품을 주로 하는 자동차부품 전문 제조업체입니다.

그래핀의 개질방법 및 나노복합재료의 제주방법에 대한 특허를 보유하고 있습니다.

 

 

 

6. 엘엠에스

엘엠에스는 LCD BLU의 핵심부품인 프리즘 시트의 제조, 판매를 주요 사업으로 영위하고 있습니다.

Roll To Roll 그래핀-메탈 나노융합체를 이용한 대형 디스플레이용 대면적/고유연성 방열시트 부품개발을 진행한 이력이 있습니다.

 

 

7. 오리엔트정공

오리엔트정공은 자동차 수동변속기 TM컨트롤하이징엣세이 및 DCT 부품 Central Plate 그리고 엔진 부품 하우징서모스탯 등을 생산하는 자동차 부품업체입니다.

오리엔트정공은 대면적 그래핀 제조방법에 대한 특허를 보유하고 있습니다.

 

 

8. 태경비케이

태경비케이는 액체탄산 및 드라이아이스 등의 제조, 판매를 영위하고 있습니다.

인조 흑연의 필수 소재 코크스를 공급하고 있습니다.

 

 

9. 크리스탈신소재

크리스탈신소재는 케이만제도에 설립된 중국계 지주회사로 사업자회사인 장인유쟈광운모유한회사를 통해 합성운모 플레이크, 합성운모파우더, 운모테이프(천연, 합성, 혼합 등)를 주사업으로 영위하고 있습니다.

그래핀 방부 도료를 활용한 신형 그래핀금강하소가열로 시생산에 성공했습니다.

 

 

10. 휴비스

휴비스는 폴리에스터 섬유인 단섬유(SF) 및 장섬유(FY)를 주력으로 생산, 판매하는 회사로서 주요 제품은 폴리에스터 제품인 SF, FY, CHIP과 폴리에스터 외의 신소재 제품으로 구성됩니다.

네오인프라와 고순도 그래핀 섬유 개발에 성공한 바 있습니다.

 

 

11. 엑사이엔씨

엑사이엔씨는 반도체, LCD, PDP, LED, OLED 공장의 무정전 클린룸을 시공하는 CR의장사업 등 영위하고 있습니다.

고품질 그래핀 제조 및 다기능 표면처리강판 기술개발 국책과제 참여해 6년간 연구 끝에 개발과제를 완료했습니다.