LG에너지솔루션 사업
· (핵심사업!!) 2차전지배터리제조 : 파우치형, 원통형 / 전기차용 from 포스코케미칼, 소형전지 from 엘앤에프
업데이트 :
포드(Ford)와 SK온이 튀르키예 신공장을 짓는 것을 철회 -> 대신, 포드(Ford)는 LG에너지솔루션을 택하여 40GWh급 신공장 증설을 협의 중에 있는 것으로 보입니다. 참고로 SNE리서치에 의하면 LG에너지솔루션이 22.1월~11월까지 54.8GWh 규모의 배터리제조를 한 것으로 알려졌어요. 40GWh규모는 현 능력의 73%되는 증설인 것입니다. 아무래도, LG엔솔은 현금이 많고 동시에 이미 유럽 지역에서 가장 높은 매출액을 뽑아내고 있기에 포드가 전략적 협의 중인 것 같습니다.
매출액, 영업이익률 우상향 중 :
주요주주 구성(22.9월 기준) :
국내 리튬이온배터리 제조사 매출액 추이 :
LG에너지솔루션 :
전기차에서 배터리가 차지하는 비용은 무려 40%나 달해요. 우리가 자동차 하나 3000만원짜리를 하나 사는데, 1200만원이나 주고 자동차 내부기름통을 사지는 않죠. 하지만, 전기차를 살 때는 그 돈을 주고 사야합니다. 배터리가 얼마나 중요한지 알겠죠.
LG에너지솔루션은 전기차수요가 있는 핵심지역에 이미 생산공장을 가지고 있고 확장까지 하고 있어요. 아시아지역은 한국, 중국 / 북미 지역은 미국 / 유럽지역은 폴란드에 거점을 확보하면서 이미 세계적인 배터리기업으로 이름을 날리고 있습니다.
각 지역별 매출액비중을 보면, 유럽이 얼마나 전기차배터리에 진심인지 알 수 있어요. 유럽이 압도적으로 LG엔솔의 전기차배터리를 사가고 있다는 것을 볼 수 있습니다. 언론에서만 유럽이 탈탄소화, 전기차로 전환, 기분변화위기대응 등 주장하는 것 같았지만, 수요자측면에서 가장 높은 비중을 차지한 것을 보면 실제로 행동으로 옮기고 있는 것 같습니다.
전기차배터리를 만드는 업체 입장에서 가장 핵심이 무엇인지 LG에너지솔루션에서 잘 정리해놨습니다. 우선, 디젤, 가솔린보다 더 느린 전기차의 충전속도는 가장 큰 한계점 중 하나로 지적되어왔어요. 그래서, 고속충전이 무엇보다 중요하죠. 이미 충전속도에서 따라잡을 수 없다면 한 번 충전했을 때 최대한 오래 달릴 수 있어야합니다. 즉, 전기에너지를 품을 수 있는 밀도가 높아야하죠. 이러한 것을 배터리공간을 어떻게 잘 활용하여 최대한 가성비를 뽑아낼지 그리고 무게를 낮춰 장시간 에너지사용에 문제가 없게 할 수 있을지가 LG에너지솔루션이 생각하는 전기차배터리의 핵심 성능입니다.
여기서 잠깐! 배터리공간을 잘 활용해야한다고 말했죠. 전기차배터리를 만든다고 해서 다 같은 모양을 가지고 있는 것은 아닙니다. 전기차배터리업체마다 추구하는 배터리모양이 다르죠. 예를 들면, LG에너지솔루션 : 파우치형, 원통형 / SK온 : 파우치, 각형 / 삼성SDI : 각형, 원통형이에요.
이제부터는 제가 파우치형, 각형, 원통형 배터리의 차이점을 앞서 올린 글에서 그대로 가져온 내용입니다. 다만, LG에너지솔루션의 주력 전기차배터리가 '파우치형'이기에 파우치형만 설명을 드리고요. 나머지는 아래 링크를 통해 들어가면 상세히 볼 수 있습니다.
배터리 이야기 : https://lsnb.tistory.com/94
파우치형 배터리 : 비싼 이유가 있다.
위 표를 보면, 배터리형태별로 장단점이 잘 정리되어있는데요. 우선, LG에너지솔루션의 주력배터리규격인 파우치형과 원통형을 좀 더 자세히 볼게요. 우선, 파우치형은 굉장히 얇아요. 얇아서 다양한 모양으로 형태변경이 가능해 내부공간에 꽉꽉 채울 수가 있어요. 왜 우리가 테트리스를 할 때 다양한 모양의 블록이 있어야 빈틈없이 잘 쌓을 수 있잖아요? 빈틈이없다는 말은 즉슨, 에너지를 저장할 수 있는 공간이 많아진다는 뜻이죠. 에너지밀도가 높아져 장거리 운행에 유리하고 다양한 배터리를 만들어낼 수 있습니다. 아래 그림처럼 말이죠.
파우치형 배터리를 주로 쓰는 완성차 업체를 이미지로 정리해놨습니다.
다만, 이러한 얇은 특성 때문에 외부충격에 약하다는 치명적인 단점이 있어요. 플라스틱으로 보호케이스를 만들어 파우치형셀을 보호하지만 한계가 분명히 있죠. 그래서, 파우치형배터리에서 가장 큰 난제는 화재위험성을 줄이는 것입니다.
그리고, 파우치형 배터리는 배터리셀을 마는 것이 아닌 층층히 쌓아가는 방식으로 만듭니다. 예시를 보시죠.
지그재그로 쌓아가는 것을 볼 수 있어요. 뭐 간단해 보이지만, 각형, 원통형 배터리셀을 만드는 것을 보면 이게 복잡한 과정이라는 것을 알 수 있어요.
원통형, 각형 배터리에는 '젤리롤'이라는 이름이 등장하는데요. 말 그대로 젤리처럼 배터리소재들이 말려서 들어가있기 때문에 그렇습니다. 이러한 젤리롤을 보면 스태킹(stacking)방식이 복잡하다는 것을 알 수 있어요. 그래서 파우치형은 생산비용이 더 들어간다고 하는 것이에요.
여기서 잠깐! LG에너지솔루션은 원통형배터리도 양산을 하고 있는데요. 이는 소형기기에 들어가는 소형전지를 만들기 위함이에요. 소형기기가 뭐고 소형전지가 무엇인지는 아랫 글에 따로 설명해놨어요.
파우치형 배터리 중간정리
- 셀을 적층형식으로 쌓아가기에 에너지밀도가 높음 -> 장거리주행 가능
- 상대적으로 얇고 유연하기에 다양한 배터리모양과 뛰어난 공간효율성
- 얇기에 플라스틱소재로 보호케이스를 만든다. -> 외부충격에 약함
- 모양이 다양하여 대량생산에 불리
- 공정이 추가(ex : 셀 적층시 가스불순물 제거) -> 비용 증가
결국, 이러한 노력 모두 배터리의 원재료부터 완성차업체에 들어가기까지 모든 솔루션을 LG에너지솔루션이 맡겠다는 목표겠죠. 공식홈페이지에도 대놓고 나와있어요.
여기서 Material은 양극재(리튬, 니켈, 코발트, 망간, 알루미늄), 음극재(흑연, 인조흑연, 실리콘)이 되겠죠. 여기서 배터리의 가장 작은 단위인 셀(Cell) -> 모듈(Module) -> 팩(Pack) -> BMS(Battery Management System) -> 완성차로 이어집니다. 참고로, 위 이미지에는 Cell -> Module, Pack이 동시에 가는데요. 요즘 추세는 셀단위에서 바로 팩으로 가는 것이 비용절감효과가 있어서 모듈을 생략하는 중입니다.
전기차배터리 시장의 위험 1 : 리튬인산철배터리는 하지 않는 LG에너지솔루션, SK온, 삼성SDI
아이폰으로 유명한 애플도 애플카를 만들겠다고 선언을 했죠. 애플카도 전기차로 만들어질 것이기 때문에 애플이 어떤 배터리소재를 쓰는지가 화두였는데, 리튬인산철배터리를 쓴다고 선언했어요. 아니 지금까지 리튬이온배터리(국내 배터리3사 주력)가 2차전지배터리와 동일하다고 인식할 정도로 유명한데, 갑자기 인산철이라뇨?
사실, 성능만 보면 리튬이온배터리가 압도적입니다. 리튬인산철보다 우선 50% 이상 에너지밀도 저장이 가능하고요. 전압에서도 차이가 나기때문에 자동차가 나가는 출력면에서도 리튬이온배터리가 더 낫죠. 하지만, 이는 온전히 주행거리나 출력 같은 성능만 봤을 때고요 안전성에서는 이야기가 달라집니다.
리튬인산철은 거의 발열이 없기 때문에 전기차의 핵심 난제인 폭발위험성이 현저히 줄어드는 장점이 있어요. 그리고, 요즘 몸값 치솟고 있는 니켈(Ni), 코발트(Co)를 쓸 필요가 없습니다. 말 그대로, 철과 인산만 있으면 되기 때문이죠. 마지막으로 충방전횟수가 3,000회를 넘어도 배터리효율이 70% 유지한다고 하니 경제성도 있어요. 이러한 배터리는 중국의 대표배터리 업체 CATL과 BYD가 주력사업으로 하고 있습니다. 시장점유율도 1위이고요.
리튬인산철의 작동원리를 보면 리튬이온배터리와 마찬가지로 흑연을 품고 있는 음극재가 충방전역할을 하면서 작동해요. 차이점은 양극재에 있었던 니켈, 코발트 같은 소재들이 사라지고 철과 인산이 들어왔다는 것이죠.
전기차배터리 시장의 위험 2 : 배터리내재화
완성차업체들이 점차 배터리내재화를 선언하고 있어요. 대표적으로 테슬라, 폭스바겐, GM, 볼보, 포르쉐 등이 있죠. 원래부터 슈퍼갑의 역할을 해왔던 완성차업체들 입장에서는 갑자기 자동차 부품업체들과 동등한 입장에 서야한다는 것이 불만이겠죠. 물론, 그들의 입장에서는 경제성과 효용성을 생각하기에 수평이 아닌 수직계열화가 더 편할 것입니다.
물론, 완성차업체들이 배터리내재화 선언을 했다고 해서 바로 경제성과 기능성을 모두 갖춘 배터리를 바로 양산할 수 있지는 않을거에요. 아무래도, 한 우물판 파온 국내 배터리3사가 발전하면 더 했겠죠.
이외에도 신규스타트업의 배터리시장 진입과 현재 배터리제조사끼리의 경쟁도 리스크라고 볼 수 있는데요. 당연히 돈이 되는 곳에 경쟁이 없을 수는 없다는 생각을 하기 때문에 LG에너지솔루션이 해쳐나가야할 문제라고 생각합니다. LG에너지솔루션에 대한 지속적인 업데이트는 상단에 '업데이트'란을 참고하면 될 것 같습니다 :)
소형전지가 때로는 더 맵다 : LG에너지솔루션이 파우치를 고집하는 이유
자, 배터리시장에서 가장 큰 전기차시장을 봤는데요. 배터리가 전기차에만 쓰이지는 않겠죠. 특히나 요즘 사물인터넷이라 해서 모튼 사물에 인터넷이 들어가는 추세에 따라 배터리의 용도가 다양해지고 있습니다. LG에너지솔루션이 영위하고 있는 소형전지를 보려해요. 소형전지는 말 그대로 작은 기기에 들어가는 배터리를 얘기해요. 아래 간단하게 정리해놨습니다. 여기에 들어가는 배터리규격은 원통형, 파우치형 둘다 들어가요.
사실, 전기차배터리 시장이 규모가 워낙 크다보니 작은 기기에 들어가는 소형전지가 소외받았는데요. 사실, 종류로 따지면 소형전지가 훨씬 더 많죠. 자동차 vs. 전동킥보드, 스마트폰, 블루투스이어폰 등등이 될테니깐요. 이러한 다양한 소형기기들에 맞는 배터리를 양산하려면 LG에너지솔루션도 다양하게 배터리를 제작할 수 있어야겠죠. 그래서, 다양하게 제작할 수 있는 파우치형 배터리를 고집하고 있는 것일 수도 있다는 생각이 들었어요. 아무래도, 작은 기기에 최대한 작은 배터리로 에너지밀도를 크게 넣어놔야 경제적일 것이기 때문입니다.
에너지를 생산하는 것보다 저장하는 것이 더 중요하다 : ESS
ESS란 Energy Storage System을 뜻해요. 말 그대로 에너지저장시스템 입니다. 그냥, 에너지를 저장하는게 목적이 아니라 에너지를 어떻게하면 효율적으로 사용할 수 있을지를 저장 및 관리를 하는거에요. 주로, 발전소, 송배전시설, 기업, 가정, 공장 등에서 사용을 할 수 있죠.
구체적으로 예시를 들어볼까요. 우리의 일상을 돌아보면 전기를 유난히 많이 쓰는 시간대와 계절이 있어요. 봄, 가을보다는 여름, 겨울에 더 에너지를 쓰고요. 나가있는 직장에 있는 오전 9시 ~ 오후 6시까지는 가정용 에너지를 덜 쓰겠죠. 저녁 8시쯤 여름이면 집에서 에어컨을 빵빵하게 틀고 티비와 음악, 그리고 주방에서 돌아가는 전자레인지와 인덕션 등 전력수요가 급증하는 특정한 시간대가 있어요. 이러한 전기 수요가 갑자기 몰리면 정전이 되거나 정부입장에서 요금조절로 전기사용료가 오를 수도 있는 것이죠. ESS는 이를 방지하는 것입니다. 더 필요할 때를 위해 저장해놓고 비싼 요금을 내야할 때 미리 저장해둔 에너지를 사용하는 것이죠. 태양광, 풍력, 수력발전 등 신재생에너지를 통해 생산된 전기를 미리 저장하여 낭비없이 사용할 수도 있게됩니다.
만든 배터리도 재사용/재활용 하겠다는 LG에너지솔루션 : 버리기 아깝잖아.
이렇게 연구개발비 투자하고 시장에 내놨는데, 그냥 배터리가 버려진다면 아깝겠죠. 그래서, LG에너지솔루션은 재사용(Re-use), 재활용(Re-cycle)를 추진중에 있어요.
우선 재사용과 재활용은 달라요. 재사용은 배터리가 다시 쓸만하다 생각이 들면, 조금 고쳐서 새것처럼 사용하는 것이고요. 재활용은 더 이상 못쓰지만, 이안에 들어있는 양극재 같은 소재들을 가공하여 새로운 배터리로 만들 때 사용하는 개념이에요. 이러한 재사용, 재활용 사업까지 LG에너지솔루션은 하고 있습니다.
LG에너지솔루션에 대한 지속적인 업데이트는 상단 '업데이트'항목을 참고해주시면 됩니다 :)
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