탑머티리얼, 2차전지공장 전부 지어주고 전극소재까지 파는 업체(쉽게설명!)
탑머티리얼 사업
· 2차전지 시스템엔지니어링 : 2차전지 소재, 장비사와 협력하여 신규 셀메이커들에게 Turn-key방식으로 판매
· 전극소재 : 하이망간계 양극재 LMNO, LMRO
기회
· NCM 가격 및 안전성 문제 증가 > 동사 망간계배터리(LMNO, LMRO) 수요 증가 가능성(망간은 안전성, 매장량풍부)
· 신사업 전극소재 나노밀링 단일결정(LMNO, LMRO용, 24년 하반기부터 양산예정) > 기존 전구체(단결정) 폐수발생 해결 + 전극소재 직접 양산가능
· 2차전지 시스템엔지니어링 역량보유 > 자동차 이차전지배터리와 같은 사이즈 제작 가능 > 성능검증 용
· 시스템엔지니어링 이차전지공장 설계 > 고객사에 탑머티리얼의 전극, 양극재 기술 함께 적용가능
리스크
· 하이망간계 양극재 준비 중(LMNO, LMRO) > 안전성, 가격, 에너지밀도 괜찮지만, 충방전 횟수 한계 > 전고체배터리 이루어지면 해결될 문제
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업데이트 :
주주구성(23년 3월 기준) :
탑머티리얼
탑머티리얼은 이전에 2차전지배터리를 직접 만들어본 경험이 있는 업체입니다. 그러다 보니, 2차전지의 공정인 전극-조립-활성화-팩공정 모두 이해를 하고 있죠. 이러한 경험을 살려 새로운 셀메이커가 되려고 하는 신규진입자들에게 시스템 엔지니어링을 판매합니다. 즉, 탑머티리얼과 협력관계인 2차전지 소재, 장비업체들이 함께 Turn-key 방식으로 모든 것을 설계해주는 것이죠. 신사업으로는 전극소재를 직접 만들려고 준비 중에 있습니다. 코발트, 니켈 가격의 예측불하로 안전하고 저렴한 하이망간계 양극재를 위주로 생산할 예정이에요. 대표적으로, LMNO, LMRO가 있죠. 다만, 충-방전횟수에서 한계가 있다는 것은 하이망간계 양극재의 문제입니다.
2차전지 시스템엔지니어링 :
2차전지배터리 공장을 세우려면, 부지와 공장, 장비들이 필요하겠죠. 탑머리티얼의 시스템엔지니어링이란 셀메이커들에게 파일럿 역할을 해준다거나 아니면 직접 생산설비를 전체 공급하는 일이에요. 2차전지배터리 공정은 전극공정-조립공정-화성공정으로 나뉘는데요. 제가 포스팅한 'How to make 2차전지배터리'를 참고하면 전체 맥락이 이해될 겁니다. 참고로, 탑머티리얼이 직접 장비를 생산하는 것은 아니에요. 2차전지 소재, 장비제조사들과 협력하여 셀 메이커들에게 Turn-key 공정으로 납품하는 것이죠. 그래서, 주요 고객사는 이미 배터리 셀을 만들고 있는 LG에너지솔루션, SK온, 삼성SDI가 아닌 신규로 2차전지배터리를 만들어보겠다고 하는 진입자들이 주 판매처입니다.
탑머티리얼은 직접 2차전지배터리를 만들어본 경험이 있기 때문에 전체적으로 어떻게 공정이 흘러가는지 이해하고 있어요. 그래서, 시스템엔지니어링이란 사업을 할 수 있는 것이죠.
2차전지 전극소재 : LMNO, LMRO
이차전지전극소재는 '전극공정'에서 이루어지겠죠. 전극 공정은 원통형, 파우치형, 각형 상관없이 똑같다고 보면 되는데요. 양극재를 예시로 설명할게요. NCM이라고 하면, 처음 합쳐지지않은 N, C, M을 섞어주는 믹싱공정을 해줍니다. 끈적한 슬러리(Slurry)가 만들어지죠. 그리고, 양극재 집전체인 알루미늄판에 도포해줍니다(코팅 공정). 도포를 완료화면, 롤프레싱 장비로 딱 달라붙게 압착을 해야하는데, 슬러리가 끈적하다고 했죠? 그래서 중간에 건조과정이 들어가요. 건조가 완료되면, 롤프레싱 장비로 압착해주죠(에너지 밀도 상승). 그리고, 용도에 맞게 가로로 잘라주고요(슬리팅공정). 마지막, 세로로 까지 잘라주면(노칭공정) 전극공정은 완성입니다.
2차전지 전극공정을 설명한 이유는 탑머티리얼이 이제 직접 할 준비를 하고 있기 때문이에요. 22년 상반기부터 아산에 제2공장을 세우며 본격적으로 전극공정사로 진출했죠. 아래는 투자한 증거인데, 비고란을 보면 양극, 음극과 믹서, 코터 같은 전극공정에 들어가는 장비라인이 보여요. 다만, 직접 장비를 생산하는 것은 아니고 시스템엔지니어링으로 많은 협력사와 네트워크가 형성된 장점을 이용해 장비를 들여오는 것입니다.
그러면, 양극재가 하이니콀 양극재가 대세이고 이미 대형 셀메이커(LG엔솔, SK온, CALT)들이 만드는데 과연 경쟁할 수 있을까 의문을 품는게 당연지사에요. 그래서, 탑머티리얼은 하이니콀 양극재가 아닌 하이망간계 LMNO, LMRO를 주력으로 만들 예정입니다(24년 예상). LMNO는 리튬-망간-니켈-산화물로 이루어져 있는데요. 가장 큰 특징은 비싼 코발트가 없고 니켈도 덜 들어가죠. 심지어 높은 전압도 견딜 수 있기 때문에, 고속충전도 가능하고 안전하기 까지합니다. 다만, 충-방전 횟수가 현저히 적어요. 그래서, LMNO를 만드는 동사는 전고체는 충방전 횟수에서 자유롭기에 전고체배터리를 간절히 기다리고 있죠.
연구실적으로 보는 탑머티리얼의 현 주소 :
개인적으로 탑머티리얼의 연구실적과 연구계획을 보면 동사의 현 상황과 미래 비전이 보인다고 생각을 하는데요. 같이 몇 개만 살펴볼까요.
앞서 탑머티리얼은 전극소재도 이제 직접 제조할 준비를 하고 있다고 했죠. LMNO, LMRO였어요. 아래 R&D를 보면, 실제로 준비 중인 것을 확인할 수 있어요. 참고로, LMNO, LMRO는 NCM보다 더 안전하기도 하고 그렇기에 고전압도 견뎌 고속충전도 가능하다고 설명했었죠. 스피넬구조는 8면체를 뜻하는데요. 3차원적인 구조를 갖습니다. 기존에는 리튬이온이 양방향 2차원에서만 왔다갔다했다면, 스피넬구조에서는 2차원+1차원이 추가 되었기 때문에 더 빠른 이동이 가능합니다. 다만, 아직까지는 고전압, 고온에서 성능이 떨어지는 단점은 있어요.
그리고, 값비싼 코발트, 니켈을 대신하여 비교적 저렴하게 구할 수 있는 망간을 최대한 많이 사용한 하이망간계 양극재를 만들려고 R&D 투자 중에 있는 것을 확인 할 수 있습니다.
탑머티리얼에 대한 지속적인 업데이트는 맨 위 상단을 참고하면 유익합니다 :)