(리포트 뜯어보기) 그것이 알고 싶다. UHMWPE

ⓒ pixabay

 

안녕하세요. 케이입니다.

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그동안 인공관절에 쓰이던 UHMWPE가 분리막으로 사용되며 주목 받고 있죠. 그에 관련한 리포트입니다.

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1. 2 차전지와 분리막의 위치

(1) 분리막의 역할
전기차 시장의 도래와 ESS의 성장에 2 차전지에 대한 성장성은 대다수 동의하는 바이다. 이제는 배터리 기업과 함께 배터리의 주요 소재, 그리고 그 소재들을 구성하는 핵심 원재료에도 그 관심이 많아졌다. 양극재, 음극재, 동박 등 여러 배터리 소재 중에서도 분리막의 특성에 대해서 알아보고 분리막을 구성하는 핵심 원재료(UHMWPE 등)의 성장성과 Specialty 부여 가능성에 대해 평가하려 한다.

 

ESS (Energy Storage System, 에너지저장시스템)
원하는 시간에 전력을 생산하기 어려운 태양광·풍력 등의 신재생에너지를 미리 저장했다가 필요한 시간대에 사용할 수 있는 저장 장치를 말한다. 일반 가정에서 사용되는 건전지나 소형 배터리도 전기에너지를 다른 에너지 형태로 변환하여 저장하기는 하지만, 일반적으로 우리가 부르는 ESS는 수백 kWh 이상의 전력을 저장하는 단독 시스템을 뜻한다.

2 차전지의 구동방식을 먼저 이야기하자면, (-)를 띄는 전자가 한쪽으로 흐르기만 하면 된다. 이것이 한쪽으로 흐르는 전류(전자의 반대 흐름)가 에너지 생산의 시작이다. 그런데 한쪽으로 전자가 계속해서 흐르면 문제가 하나 발생하게 되는데, (-)를 넘기면서 음극(Anode) 쪽에 있는 양전하(+)도 모두 반대쪽으로 넘어가 버린다. 전자를 이동시키려면 (+)도 필요한데 다 넘어가버렸으니 이를 다시 반대쪽으로 옮기는 과정이 필요하다. 이것이 우리가 아는 ‘충전’이고, 여기에 필수적으로 들어가는 것이 ‘분리막’이다. 분리막은 (+) 전하를 띄는 Li+(리튬 양이온)만 넘어갈 수 있도록 하는 필터이자 안전장치이다.

 

 

분리막의 성능과 핵심은 ①배터리의 기본을 해치지 않는 필터 역할과 ② 과전류를방지하는 안정성으로 요약된다.

첫 번째 분리막의 필터 역할은 Li+ 양이온 만을 잘 넘기는 것이다. 이를 위해 필요한 요구 조건은 젖음, 다공성, 투과성 등인데 쉽게 이야기하면 얇고 넓은 분리막에 적절한 기공을 만들어줘야 한다는 뜻이다. 여기서 ‘적절한’ 기공이라는 의미는 안정성이 떨어지지 않을 정도의 구멍만 내서 일정 수준의 면적을 유지해 잘 지탱이 되어야 한다는 뜻이다. 구멍이 많을수록 지탱 면적은 줄어든다. 본연의 역할을 수행하면서도 배터리 구동을 위한 전기전도성과 안정성을 유지해야 한다는 의미와 일맥상통한다.

두 번째 특성은 안정성이다. 외/내부 충격에도 분리막 본연의 역할을 잃지 않도록 버틸 수 있어야 한다. 분리막이 훼손 되는 등 제 역할을 하지 못했을 때 발생하는 것이 바로 음극과 양극이 닿는 현상이다. 이렇게 되면 과전류가 발생해 폭발 가능성이 생긴다. 또 다르게 중요한 것이 Shutdown 특성이다. 과전류가 생겨 과하게 발생한 열로 분리막의 기공이 닫히면 과전류를 방지할 수 있다.

 

Shutdown (셧다운)
내부 혹은 외부 단락으로 인해 대전류가 흐를 때 미세 기공을 막아 전지 회로를 차단하는 안전 장치 기능으로서, 이러한 셧다운 특성에 영향을 미치는 변수 중 가장 중요한 것은 재질의 선택이다. 즉, 셧다운이 조기에 일어나는 쪽이 미세 기공을 폐쇄하여 전지 내 온도 상승을 억제하기 용이하므로, 현재 리튬 2차 전지의 분리막 소재는 폴리에틸렌을 많이 이용하고 있다.

여기까지가 분리막이 갖춰야 하는 기본적인 조건이다. 과거 분리막으로 인한 문제가 발생한 경우도 있다. 지난 2016 년 삼성전자 갤럭시노트7 의 배터리 발화 현상이 있었다. 삼성전자 측은 사고의 원인으로 “분리막 수축 등 문제로 만나지 말아야 할 배터리 내의 음극과 양극이 만나게 되는 경우 이상과열, 발화 발생”을 언급했다. 현재 분리막의 안정성은 배터리가 전기차에 들어가는 만큼 보다 중요도가 높아진 상황이다. 후에 짧게 언급하겠지만 전고체전지에 대한 관심이 높아지는 이유 중에 하나도 위와 같은 사고를 방지하는 안정성도 한몫을 한다.

 

 

분리막은 제조 방식에서 크게 두 가지로 나뉜다. 습식법과 건식법이다. 큰 차이로 화학적 방식이 습식법, 기계적 방식이 건식법이라 이해하면 된다. 습식법은 고분자 PE 와 저분자 오일을 압출시켜서 형성한 Sheet를 위아래, 양 옆으로 균일하게 늘린다. 그다음 용매로 오일을 제거하고 열처리로 형태를 잡아주면 완성된다. 반면에 건식법은 PP/PE/PP를 세 개의 layer(Tri-layer)로 접한 한 이후 고온에서 주로 한쪽으로 늘려서 미세한 구멍인 기공을 만든다. 

 

PP/PE
PC, PE, PP, PET에 공통적으로 들어있는 폴리라는 의미를 알아보자면 간단하게 이야기하면 폴리(Poly)라는 접두어는 Polymer라는 것에서 나왔습니다. Polymer는 고분자를 의미하는 것으로서 분자량 1만 이상의 물질을 의미합니다. 우리나라 말로 풀이를 하면 고분자 중합체를 의미합니다. 그리고 뒤에 나와 있는 카보네이트, 에틸렌, 프로필렌 등의 것은 Monomer 즉 단량체를 의미하는데 쉽게 생각하면 원료라고 생각하는 게 이해하시기 쉬우실 것입니다.

PE (Polyethylene)
Ethylene 을 Monomer로 하여서 첨가 중합을 하는 것입니다. 여기서 Ethylene 이란 CH2=CH2 탄소 2개가 서로 이중 결합을 하고 있는 것을 의미합니다. Polymer가 될 시에는 가운데 있는 이중 결합이 깨지고 -CH2-CH2-이런 식으로 긴 사슬 형태를 가지게 됩니다.
밀도에 따라 HDPE, LDPE, 등으로 나뉘는데 HDPE같은 경우는 엔지니어 플라스틱을 만드는 데 사용되고 대부분의 경우 비닐봉지 같은 것을 만들 때 사용합니다.
가격이 싸서 많이 사용될 수 있고 화학적으로 안정하여 잘 썩지 않습니다. 하지만 불에 잘탑니다. 

PP (Polypropylene)
Propylene을 Monomer로 하여서 첨가 중합을 하는데 이 것을 만들 때에는 꼭 지글라 나타 촉매를 사용하여야 합니다. CH2＝CHCH3 이 마찬가지로 이중결합이 깨지면서 에틸렌에 밑에 메틸기가 붙어있다고 생각하시면 됩니다.
카펫이나 실내 장식품 등 광범위하게 사용되고 있습니다. 
PE와 비슷한 성질이 있습니다. 

PC (Polycarbonate)
카보네이트 결합을 가진 고분자를 총칭하는 것입니다. 카보네이트란 -OCOO-그룹을 의미하는 것으로 PC의 경우 대부분 융점이 높아서 고온에서 견딜 수 있는 플라스틱을 의미합니다. 제조법은 대부분 축합중합을 이용합니다.
섬유로도 사용이 되고 대부분은 음료수 병에 많이 쓰이게 됩니다. 
화학적으로 내구성이 좋지만 열 경화성 수지로서 인장강도 등은 좋지만 제품을 만드는 성형 방법이 힘들다는 단점이 있습니다. 

PET (Polyethylene terephthalate)
이것은 에틸렌과 테레프탈레이트를 축합중합하여 만들게 되는 것입니다. 위가 바로 그 구조식입니다.
내열성이 강해서 젖병 등 고온에서 사용되는 것에 많이 쓰이게 됩니다. 
Monomer인 Bisphenol A와 포스젠이 독성이 매우 강하여 미반응 Monomer가 인체에 유해할 수 있다는 특징이 있습니다.

출처: 태광볼트

 

 

ESS 혹은 전기버스 등에 건식 분리막이 사용되고 전기 승용차에는 습식 분리막이 활용되는 것으로 알려져 있다. 습식 분리막이 더욱 얇게 생산이 가능해 셀의 밀도를 높이는데 적합하기 때문이다. 그리고 시장의 수요도 건식 분리막보다는 습식 분리막이 더욱 빠르게 증가할 것으로 예상되고 있다. 

 

 

분리막을 생산하는 기업에는 2019 년 출하량 기준 상해은첩(18%), 아사히카세이(15%), SK 아이테크놀로지(10%), 도레이(9%), 시니어(5%) 등이 있다. 국내 기업에는 SK 아이이테크놀로지(SK 이노베이션 자회사) 이외에 비상장사인 더블유스코프코리아(모회사 W-scope 는 일본 상장), 씨에스텍이 있다. 

 

SK 아이이테크놀로지
SK아이이테크놀로지가 한국거래소에 유가증권시장(KOSPI) 상장 예비심사 신청서를 2020년 12월 18일 제출했다. SK아이이테크놀로지는 SK이노베이션의 소재 사업 자회사로 전기차 배터리의 분리막을 생산한다. SK아이이테크놀로지가 예비심사 신청서를 제출하면서 기업 공개를 위한 실질적 절차에 돌입하게 됐다. SK아이이테크놀로지는 “예비심사가 끝나면 실질심사, 수요예측 등 절차를 이어가 내년 중 상장을 마무리한다는 계획”이라고 밝혔다.

지난해 4월 SK이노베이션의 소재 사업 부문이 물적 분할해 만든 SK아이이테크놀로지는 리튬이온 배터리 분리막과 폴더블 스마트폰 등의 디스플레이에 적용하는 투명 폴리이미드 필름 등을 생산한다. 이 회사는 올해 중국 창저우에 신공장을 가동하면서 분리막 생산능력을 연간 8억 7000만㎡로 늘렸다. 중국과 폴란드에 짓고 있는 공장이 순차적으로 가동하면 연간 분리막 생산능력은 2023년 말에는 18억 7000만㎡로 늘어날 것으로 보인다. SK아이이테크놀로지의 지난해 매출액은 2630억 원이다. 영업이익은 806억 원을 기록했다.

출처: 중앙일보

W-scope
일본 리튬이온전지 분리막 생산기업 ‘W스코프(W-Scope)’가 분리막 시장에서 존재감을 드러낼 것이란 분석이 나온다. 분리막 제품 경쟁력을 바탕으로 소수 업체 중심의 분리막 시장에 진입할 것이란 관측이다. 증권가는 배터리 시장 성장에 따른 장기적 수혜를 예상했다. NH투자증권은 2020년 12월 3일 W스코프의 분리막 성장 스토리가 돋보일 수 있는 시점이라며 4분기 실적 성장이 예상된다는 내용의 리포트를 발간했다.

W스코프는 도쿄에 본사를 둔 플라스틱 필름·시트 제조사다. 주요 제품인 2차 전지 분리막은 과열과 점화를 막으면서 음극과 양극 사이 전류가 오가게 하는 배터리 핵심 소재다. 리포트에 따르면 W스코프는 시장점유율이 높은 LG화학, 삼성SDI, 무라타 등 2차 전지 기업을 고객사로 끼고 있고 생산능력을 코팅라인까지 추가해 확대 중이다.

출처: 인포스탁데일리

씨에스텍
2004년 설립된 씨에스텍은 리튬 2차 전지의 핵심 부품인 고분자 분리막을 개발·생산 중이다. 고분자 분리막은 전지의 양극과 음극 간의 접촉을 물리적으로 분리하는 역할을 한다. 동시에 수십 나노미터(nm) 크기의 기공을 통해 리튬 이온을 통과시켜야 한다. 씨에스텍은 국내 최초로 건식 공정의 방식으로 분리막을 생산하고 있다. 건식 공정은 기존의 습식 공정보다 친환경적이지만 더 높은 기술력을 요구하는 것으로 알려졌다. 씨에스텍의 제품은 강도와 내열성 면에서 경쟁력을 갖췄다는 평가를 받고 있다.

씨에스텍은 최근 중국의 세계 최대 전기자동체 업체인 비야디(BYD)와 납품 계약을 체결했다. 제품 테스트가 수년간 이뤄진 후에야 계약이 성사될 정도로 비야디에서 꼼꼼하게 계약을 진행한 것으로 알려졌다. 씨에스텍은 향후 비야디에서 사용할 배터리 분리막의 50%를 공급할 예정이다. 씨에스텍 측은 비야디와의 납품 계약을 통해 향후 연 300억~400억 원의 매출이 발생할 것으로 기대하고 있다. 씨에스텍은 이번 투자 유치를 발판 삼아 생산설비를 증설할 계획이다.

출처: 더벨

 

 

그렇다면 분리막 주요 소재(PE/PP)의 입지와 경쟁력은 어느 정도일까?

일단 분리막 생성 후 산출물 측면에서만 봐도 소재의 중요도는 높다. 습식 공정 기준으로 용매를 이용해 오일을 날리고 남은 결과물은 기공을 보유한 ‘HDPE’이다. 즉, 습식 분리막은 HDPE의 가공품에 가깝다. 따라서 핵심 원재료에 속하는 만큼 원재료의 물성이 분리막의 특성을 결정하는데도 중요하다. 그리고 LiBS 용 PP에 대한 수요도 발생하겠지만, 에너지 밀도 향상의 추세 상 얇게 제작 가능한 HDPE 소재가 전기차 시장의 성장 흐름에 더 큰 수혜를 받을 것으로 예상한다.

 

HDPE (High Density PolyEthylene, 고밀도 폴리에틸렌)
플라스틱병 제조에 가장 많이 쓰입니다. 가격이 싸고 잘 깨지지 않으며 수분의 출입이 원활하지 않습니다. 산∙알칼리 용액을 저장하기에 적당하지만, 유기용매에는 잘 견디지 못합니다. 미국 FDA가 식품 용도에 적합하다는 판정을 내리기도 했습니다. 색깔은 약간 뿌옇고 저온에서도 사용 가능하지만 70℃ 이상에서는 사용할 수 없습니다.

스퀴즈병(squeeze bottle, 눌러 짜내는 병)을 만드는 데는 HDPE의 형제 격인 저밀도 폴리에틸렌(LDPE, Low Density Polyethylene)이 사용됩니다. HDPE병은 상대적으로 단단해 스퀴즈병 용도로는 적절치 않습니다. 우리가 자주 보는 1리터 또는 1갤런짜리 플라스틱 우유통 또한 HDPE로 만듭니다.

출처: GS칼텍스

LiBS (Lithium ion Battery Separator)
이중 리튬이온전지 분리막

그중에서도 무게를 두어서 이야기할 소재가 UHMWPE(ultra-high molecular weight polyethylene)이다. 쉽게 이야기해 초고분자 PE로 기존 PE 보다 강도가 향상돼 안정성이 높은 것이 특징이다. 해당 소재는 높은 강도로 인공관절 등에 주로 활용되었으면 최근에는 LiBS 용 분리막 소재로도 주목을 받고 있다. 배터리 분리막 용으로 국내에서는 대표적으로 대한유화가 2 차전지용 초고분자PE 시장에 진입을 했고, 롯데케미칼, 한화토탈도 해당 시장에 진출을 했다. 해외에서는 일본 아사히카세이, 미쓰이케미칼 등이 진입해 있다.

 

UHMWPE
평균분자량이 300만 이상의 초고밀도 폴리에틸렌으로 전반적인 물성이 HDPE보다 우수하지만 가격이 비싼 FDA 승인품이다.

대한유화
플라스틱 원료를 전문으로 생산하는 대한민국의 KOSPI 상장기업이다. 1970년 6월 대한유화 공업으로 설립되었으며, 2015년 3월 현재의 사명으로 변경하였다.

대한유화는 플라스틱 원료인 폴리프로필렌(PolyPropylene, PP)과 고밀도폴리에틸(HDPE, High Density PolyEthylene)를 전문으로 생산한다. 원유를 증류하면 끓는점의 차이에 의해 아스팔트 찌꺼기에서 시작해 중유, 경유, 등유, 휘발유(가솔린), 석유가스 등이 얻어지는데, 이 중 휘발유를 세분하여 분리하면 나프타가 나오고 나프타를 열분해 하면 에틸렌과 프로필렌이 나온다. 에틸렌으로부터는 열가소성 플라스틱인 폴리에틸렌이 만들어지고, 폴리에틸렌을 가공하면 섬유 또는 플라스틱이 만들어진다. 프로필렌으로부터도 열가소성 플라스틱이 만들어지는데, 강도와 투명성이 폴리에틸렌보다 우수하다. 이것으로는 자동차의 플라스틱 소재, 가전제품, 일회용 주사기, 투명 용기 등을 만든다. 울산과 온산의 석유화학공업단지에, 나프타의 분해에서 시작해 합성수지 생산에까지 이르는 수직 계열화된 생산시설을 갖고 있어 원료 공급이 원활하다.

또한 자회사인 코리아에어텍에서는 액체질소, 기체질소, 액체산소, 액체아르곤 등 공업용 가스도 제조한다.

롯데케미칼 (Lotte Chemical Corporation)
대한민국의 석유화학산업 회사로, 벤젠, 톨루엔, 자일렌 등의 방향족계 제품 및 이들 기초 유분을 원료로 하여 합성수지, 합섬 원료, 합성 고무 등을 생산한다. 롯데그룹 계열사이며 코스피 200 종목에 포함되어 있다. 케이피케미칼을 흡수 합병하고 2012년 12월 호남석유화학에서 롯데케미칼로 사명을 변경하였다.

한화토탈 (Hanwha Total Petrochemical)
대한민국의 화학 기업으로, 대한민국의 한화그룹과 프랑스 토탈그룹이 50대 50으로 합작해서 설립하였다. 2015년 5월 2일 모기업인 삼성종합화학이 한화그룹에 인수되면서 한화그룹의 일원이 되었다.

아사히 카세이 (Asahi Kasei Corporation)
화학, 섬유, 주택, 건축재, 전자, 의약품, 의료 등의 사업을 실시하는 각종 사업회사를 총괄하는 일본의 순수지주회사이다.

미쓰이케미칼 (Mitsui Chemicals)
일본, 유럽, 중국, 동남아시아 및 미국에 관심이 있는 Nikkei에 상장된 일본 화학 회사이다. 이 회사는 주로 성능 재료, 석유 및 기본 화학 물질 및 기능성 고분자 재료를 다루고 있다.

2020 년 기준 전체 시장은 6~8만 톤의 2,000 억 원 규모의 시장으로 추정되고 2025 년은 약 33 만톤의 6,600 억원 이상의 시장 형성이 가능할 것으로 판단한다. 국내 주요 기업별로 보면 초고분자PE 판매량 기준 대한유화는 지난 해 약 4~5 만톤을 판매해 매출액 1,000 억원 수준을 달성한 것으로 파악되고, 롯데케미칼이 약 4,000 톤을 판매해 100 억원 수준의 매출을 기록했다. 작년 점유율 기준으로는 대한유화가 60% 이상의 점유율을 그리고 롯데케미칼이 4~5%을 차지했을 것으로 파악된다. 

 

 

 

 

 

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2. UHMWPE 의 소재 Merit?

중요한 점은 이러한 경쟁업체들의 출현에도 1) 선 진입 업체들의 merit 부각, 2) UHMWPE의 Specialty 소재 특성 부여가 가능할 지의 문제이다. 일단 첫 번째는 기존 범용성 PE 대비 기술적 난이도가 높다는 점, 그리고 자동차용 2 차전지에 들어가는 분리막은 배터리 업체에게 안전성에 관한 까다로운 승인이 필요해 소재 업체 변경에 적어도 1~2 년 이상의 시간 소요가 필요하다는 점에서 선 진입 업체들의 메리트는 부각될 수 있다는 판단이다.

두 번째에 대한 답으로 분리막 업체들의 원가 비중 추이와 PE(HDPE) 가격 추이를 비교해 가격의 탄력성이 낮은 지를 평가해 보았다. 유가에 대한 민감도가 매우 높아 가격 결정력이 부족하다면 만들기 어려운 소재일 뿐 이익 단의 매력을 갖기 어렵기 때문이다. 크게 중국의 시니어와 상해은첩, 그리고 국내의 더블유스코프를 통해 평가해보았다.

일단 중국의 시니어와 상해은첩은 HDPE 가격 하락에도 원가율은 상향되는 추이를 보였다. 매출원가 추정 시 재고에 대한 부분이 들어가기에 실제 원재료 조달 금액의 추이와는 일부 차이가 발생할 수 있다. 그럼에도 원재료의 명확한 하락 추세에도 원가율의 상향 혹은 유지 추세를 보아 원재료 업체들이 유가 하락에도 특정 수준의 판매 가격을 유지할 수 있었던 것으로 파악된다. 

 

시니어 (Shezhen Senior Technology‎)
배터리 구성 요소를 제조합니다. 회사는 리튬 이온 분리기, 세라믹 및 폴리머 코팅, 습식 공정 및 기타 관련 제품을 설계, 생산 및 판매합니다. ‎‎

상해은첩
중국 최대 배터리 분리막 업체인 상해은첩(SEMCORP)이 기업 인수와 생산 시설 확대로 몸집 불리기에 나서 주목된다. 2020년 11월 30일 업계에 따르면 상해은첩은 지난 23일 뉴미테크 지분 76.35%를 인수했다. 상해은첩은 당초 뉴미테크 지분 54.76% 인수를 추진했으나 70% 넘는 지분인수를 완료하며 대주주 지위를 확보했다.

뉴미테크는 중국 배터리 분리막 제조업체다. 분리막은 배터리셀 내부 양극(+)과 음극(-)을 분리해 양극의 전기적 접촉을 막는 역할을 하는 배터리 핵심 소재다. 뉴미테크는 건식 분리막과 습식 분리막 등을 생산하고 있다. 분리막 생산량은 총 1억2000만㎡며, 이중 습식 분리막은 8000만㎡ 규모를 갖추고 있다. 습식 분리막 시장에서 3.4%를 점유하고 있다. 습식 분리막은 화학 소재와 용제를 섞어 고온에서 용해해 필름으로 만든 후 다시 용매를 제거하는 방식으로 필름에 기공을 형성한다. 건식 대비 제조 공정이 복잡하지만 박막화에 용이해 공급 단가가 비싸다. 초박막 소재 적용이 늘면서 최근 배터리 탑재률이 높아지고 있다. 상해은첩의 뉴미테크 인수는 배터리 분리막 사업 확대를 위한 것이다. 상해은첩은 분리막 생산능력을 지속 확대하면서 한국과 일본 분리막 업체를 추격해왔다. 최근에는 헝가리 동부에 4억㎡ 분리막 공장 신설 계획을 발표했다.

2023년 양산을 시작하면 상해은첩의 분리막 생산량은 28억㎡ 규모로 늘어 난다. 세계 최대 생산능력을 보유하게 된다. 상해은첩은 뉴미테크 인수를 통해 생산능력 뿐만 아니라 분리막 포트폴리오도 강화된다. 상해은첩은 그동안 건식 중심으로 제품군을 보유, 뉴미테크 인수로 습식 분리막 제품을 보강할 수 있게 됐다. 분리막 업계에서는 상해은첩의 움직임을 주시하고 있다. 업계 관계자는 “상해은첩은 분리막 생산력을 확대하며 가격 경쟁력을 강화할 것”이라며 “시장 전반의 분리막 가격 하락으로 이어질 가능성이 있다”고 말했다.

출처: 전자신문

 

 

이는 국내 업체의 경우도 유사하다. 더블유스코프코리아 기준 매출원가는 HDPE 가격 하락에도 상승세를 보였다. 다만, 당사의 매출원가는 재고자산의 변동, 급여, 감가상각 등이 큰 비중을 차지한다. 따라서 원재료의 사용액을 기준으로 재평가를 해보았다. 결과는 유사했다. 현재 추가 증설 및 진입 업체들의 등장에 상황이 바뀔 수는 있으나 앞서 언급한 1) 상황을 감안하면 당분간 우호적인 환경이 연출될 수 있을 것으로 기대한다. 

 

 

그리고 초고분자PE 의 경우 이익률이 30%에 근접한 것으로 알려져 있다. 즉, 그만큼 판가가 높은 편이고 원재료 대비 마진이 많이 남는 제품에 속한다. 따라서 유가에 대한 민감도가 현재 시점 제한적이고 높은 가격대를 형성하고 있는 초고분자 PE에 Specialty 성향 부여가 가능하리라는 판단이고, 관련 기업들에 대한 Multiple 상향 여지도 열려있다 판단한다. 

 

Multiple (멀티플, 배수)
'무엇의 몇 배'라는 뜻. 주가가 싼 지 비싼 지를 알아볼 때 사용된다.

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3. 전고체전지의 도래와 분리막의 운명

다만, 장기적인 관점에서 고려해야 할 사항은 있다. 바로 전고체의 등장이다. 이는 기존 전해질을 액체에서 고체로 대체하는 배터리이다. 배터리 밀도 향상이라는 맥락에서 차세대 배터리로 주목을 받고 있다. 이미 SK 증권에서는 2020 년 1 월 3 일에 발간한 ‘[Smart Mobility: 통섭 Ⅱ: 도요타의 전고체배터리]’를 통해 전고체 변화에서 생기는 변화들에 대해 이야기한 바 있다. 간략하게만 이야기하면 주행가능거리의 추가 증대, 자율주행 시 급증할 데이터 사용을 이유로 리튬이온 배터리를 넘어서는 차세대 배터리가 필요하게 된다. 여기서 등장한 것이 전고체배터리이다.

전고체배터리가 가능해지면 고체전해질이 전해질(리튬이온 전달)과 분리막(양극, 음극 분리)을 모두 담당하기 때문에 기존의 분리막이 불필요해진다. 동시에 액체 대신 고체 전해질을 사용해 누액 등에 따른 발열 현상이 상대적으로 낮아져 쿨링/BMS 기능도 덜 요구된다. 즉, 같은 배터리 공간 하에 더욱 많은 활 물질을 채워 넣을 수 있게 된다. 이로써 배터리의 밀도는 크게 상향 가능하다.

 

BMS (Battery Management System, 배터리관리시스템)
최적의 배터리 제어를 통해 배터리 셀 간의 균형을 잡아 배터리 성능의 극대화와 안전성을 동시에 확보하는 역할을 한다. 이는 전기자동차 보급에 중요한 기술로 주목받고 있다. 배터리 팩에 저장된 전기에너지를 완벽히 활용할 수 있도록 해서 주행거리를 연장해주고 안정적인 연료 측정을 통해 전기차에 대한 신뢰도를 높일 수 있기 때문이다.

배터리의 발전으로 전고체배터리가 도입되면 분리막의 성장세는 다소 둔화될 리스크가 존재한다. 다만, 전고체배터리의 양산은 2024~2025 년으로 시장에서 점쳐지고 있다. 단기적으로는 대다수의 2 차전지 업체들이 기존 리튬이온 방식을 채택하고 있기에 분리막에 대한 수요는 당분간 지속될 것으로 본다. 또한, 전고체배터리 도입 후에도 고성능 분리막을 중심으로 한 양적인 성장 여지가 있다. 따라서 UHMWPE에 대한 수요도 동반 성장 예상한다. 

 

 

 

21/02/10 SK증권 Analyst박한샘

 

 

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마치며

 

리포트 영향인지는 모르겠지만 대한유화는 2월 10일 21.86% 상승으로 마감했네요. 롯데케미칼도 최근 흐름이 나쁘지 않죠? HDPE를 넘어선 UHMWPE의 매력도는 점점 높아질 것으로 보입니다. 그동안 발샹했던 전기차 화재 등으로 인해 인명과 관련된 만큼 안전성이 대두될 테니까요. 

하지만 중장기적으로 보면 분리막 기업의 매력도는 떨어질 것으로 보입니다. 이미 전고체배터리로 미래 방향성이 정해졌기에 끝이 보이는 시장이기 때문이죠. 화학 기업은 새로운 미래 먹거리를 찾아내야 시장에서 도태되지 않을 것으로 생각됩니다. 

 

 

 

감사합니다. 오늘도 많이 배우고 갑니다.😊