자유변형 이차전지 배터리 관련시장

1. 시장 특성

이차전지의 수요처는 노트북과 휴대폰과 같은 디지털 디바이스, 휴대용 정보통신 기기, 전기 자동차(EV), 하이브리드 자동차, 우주 및 항공 분야, 에너지 저장 시스템 등 매우 다양함

현재 이차전지 시장의 대부분을 리튬 이차전지가 차지하고 있으며, 리튬이차전지는 전방산업과 후방 산업간 성장 연쇄효과가 크게 이어지는 산업임. 최근에는 전기자동차(EV)를 중심으로 자동차용 수요가 급증하고 있으며, 특히 단순하게 자동차의 전동화에 기여하는 소극적인 역할에서 벗어나서 사물인터넷(IoT), 인공지능(AI) 등 미래기술과 융합함으로써 산업 변혁을 주도할 기술로 주목받고 있음

리튬이차전지는 대량생산과 기술 개발 등을 통해 가격이 낮아지고 성능이 더욱 안정화되었으며 스마트폰, 태블릿 등 휴대용 기기에서 전기자동차(EV), 에너지저장시스템(ESS) 등에서 활용되는 정도가 더욱 확대되어 가는 추세임

리튬이차전지 산업은 전기자동차, ESS에서부터 로봇에 이르는 다양한 응용분야의 핵심기술로 자리매김하고 있어 산업적 중요성이 더욱 확대되어 가는 추세에 있음

 

스마트 휴대용 기기나 전기자동차 및 에너지저장시스템 산업의 확대 및 이에 따른 이차 전지 수요 증가, 세계 각국의 친환경 정책에 따른 각종 인센티브, 전기자동차 산업의 성장 가속화, 리튬이온 배터리의 성능 개선 및 생산비용 감소 등은 리튬이차전지 시장의 성장을 촉진하는 요인으로 볼 수 있음

반면, 리튬이차전지 시장의 성장을 저해하는 요인으로는 원자재 시장의 가격 변동성을 들 수 있음. IT용 소형 셀에서부터 전기자동차(EV), 에너지저장시스템(ESS) 등 대형셀에 이르기까지 다양한 분야에서 이차전지의 수요가 폭발적으로 증가하면서 핵심 원자재 가격 변동성이 커지는 상황임

리튬과 코발트 가격은 2015년 이후 3년간 3~3.5배 가까이 폭등하여 배터리 업체들의 수익성에 하방 압력으로 작용했으나, 최근 신규 생산 프로젝트가 가동되면서 가격이 다소 안정되는 추세임

수년 내 원자재 공급의 증가세는 둔화되는 반면, 전기자동차용 배터리를 중심으로 한 수요는 장기적으로 증가할 전망이어서, 여전히 원자재 가격의 불확실성이 높은 상황임

전고체 이차전지 시장: 한국, 유럽, 미국, 중국 등 주요국의 친환경정책의 여향으로 전기자동차, ESS 등 전방산업 시장이 확대되면서 이차전지의 수요 역시 확대되고 있지만, 액체 전해질을 사용하는 리튬이온이차전지는 온도변화로 인한 배터리 팽창, 외부 충격에 의한 배터리 손상, 폭발 등의 위험성이 존재하며, 5~10년 이내에 성능 혁신 한계에 다다를 가능성이 높아서 구조적으로 보다 안정적인 전고체 이차전지가 안전한 차세대 이차전지로서 개발되고 있으며, 전고체이차전지가 향후 리튬이차전지시장을 대체할 것으로 전망되고 있음

 

2. 전세계 이차전지 시장은?

세계 이차전지시장은`18년 72,635백만 달러 규모에서 ’24년까지매년 11.1%씩성장하여 136,300백만 달러의시장규모가 형성될 것으로예상되며, ’24년기준 이차전지소재수요는’18년대비 양극재는 5.7배(CAGR 33.3%),음극재는 7.2배(CAGR 39%) 이상 성장할것으로 전망

 

리튬 이온전지의원가 비중은 대략양극활물질40%, 음극활물질 10%,분리막15%,전해액10%,기타(조립등)25%로 구성

 

양극재는전지의 고에너지밀도화와 저가화에 미치는 영향이 지대하며 함유하는 금속소재의 가격변동에 따라 양극재 원가는 영향을 받아 고용량 및 비용절감을 위해서는 고가격 원소인 Co 대신 1/5수준의 저렴한 Ni로 치환하는 것이 필요함

최근에는 코발트함량이 낮으며, 60% 니켈함량을 가진 3원계 High니켈계 양극재의 선호도가 높음

 

최근 양극재료 가격 상승으로 ’18년 기준 4대 재료비 비중이 72%까지 상승하였으나, 양극재의 소재 변경이 꾸준히 진행되고 재료별 효율성 제고로 매출에서 차지하는 비중이 점차 감소하면서 비중이 하락세로 전환할 것으로 예상됨

 

이차전지는 IT 소형기기 중심에서 ES 및 전기차까지 다양한 시장으로 확대될 전망이며, 이에 따라 고용량, 효율성, 낮은 가격이 중요시되고 있음

세계 2차전지 시장규모

(단위 : k ton, %)
구분	`18	`19	`20	`21	`22	`23	`24	CAGR
양극재	368	456	609	825	1,166	1,594	2,124	33.3
음극재	150	188	282	409	602	821	1,078	39.0
분리막 (백만m2)	2,400	2,807	4,262	6,323	9,312	12,673	16,627	38.0
전해질	105	135	204	302	451	628	843	42.0
출처 : 중소기업기술정보진흥원 이차전지 로드맵.  ㈜윕스 재가공

 

3. 국내 이차전지 시장은?

 

국내 배터리 시장은 ’17년 약 1조 8,214억 원에서 ’24년 약 4조 6,579억 원 규모로 성장할 것으로 전망

한국경제연구원에 따르면, 향후 한·중·일간 배터리 산업 경쟁력 종합 비교에서는 한국이 가장취약하다고 평가15) ▪ 국내 배터리산업의 애로 요인으로는 세계 시장 경쟁이 과열되어 수익성이 악화된다는의견(33.3%)이 가장 많았고, 다음으로 재료 수급의 안정성(30.7%)과 제도적 지원 부족(17.3%)을지적함

소형 모바일·IT기기용 배터리 부문 시장 점유율에서 삼성SDI와 LG화학이 ’19년 기준 선두권을유지하고 있음

전기차 배터리 부문에서는 자국 정부의 전폭적인 지원을 받고 있는 BYD 등 중국 배터리 기업의부상으로 밀려난 상황이었으나 ’19년 9월 LG화학이 TESLA의 전기차 배터리 공급을 시작하며점유율을확장해 나갈 것으로 예상

한국의 이차전지 업체들은 이미자동차용 배터리를 생산하는과정에서원가및 품질혁신을 상당부분 진행하였고 안정된 제조 설비를 갖추고 있음. 이를 기반으로, 에너지저장장치 분야에서 수년간전력 업체들과 배터리 실증 사업을 진행하면서 신뢰성을 확보한 강점을 바탕으로 시장 점유를 확대중임

4대 소재의 국산화가 이루어졌으나,소재별로 국산화율 상이, 이차전지 4대 소재는 국산화가 이루어졌으나, 이차전지에 비해 세계시장점유율이낮은등상대적으로 발전 미흡

소재별 국내조달 비중은 양극활물질과 분리막은 높으나, 음극활물질과 전해질은 낮은 수준

양극활물질과 분리막은 과거 대일 의존도가 높았으나, ’10년 이후 국내 업체들이 성장하여 현재일본과 더불어 기술개발을 선도하고 있음

전해질과음극활물질은 일본과중국으로부터 수입비중이 높고,이차전지생산량이 늘어날수록 해외의존도가커짐

국내 배터리업체들의 증설 계획에 따라 부품과 소재 업체들도 설비 증설될 전망임

국내 배터리 생산 규모는 ’19년 104GWh에서 ’25년 422GWh로 연평균 26% 증가가 예상됨

현재 배터리 셀 업체들은 공급 계약 체결 이후 생산 규모를 확대하고 있으며, 이에 따라 추가 증설규모는 현재 시장에서 요구하는 최소 물량과 동일한 것으로 추정

LG화학, 삼성SDI 등 국내 리튬 이차전지 생산업체는 글로벌경쟁력을 확보하고 있음. 한국 3사는동유럽, 중국 등 해외 중심으로 증설투자를 진행 중

LG화학은 중국 난징에 32GWh 용량 증설에 20억 달러를 투자한다고 밝혔으며, SK이노베이션은 미국 조지아주 지역에 10GWh 규모의 1단계 증설에 10억 달러 투자를 결의

장비 업체들의 실적 성장도 향후 2~3년 동안 크게 나타날 것으로 기대. 주요 이차전지 업체들은’20년까지 60~100GWh 수준의 용량에 도달하기 위해 현재 보유하고 있는 용량보다 2~3배 이상증설에 나섬

배터리 셀의 에너지밀도, 배터리 형태, 제조 방식, 생산 속도, 신규 부지구입 유무에 따라 업체별로투자 금액은 편차를 보이겠지만 주요 이차전지 업체들의 합산 투자 규모는 30조 원 이상이 될것으로 전망

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[국내 리튬이온 배터리 시장 전망]

(단위 : 억 원, %)
구분	`18	`19	`20	`21	`22	`23	`24	CAGR
국내시장	20,096	23,314	25,767	29,045	33,600	38,155	46,579	14.9
출처 : 중소기업기술정보진흥원 이차전지 로드맵.  ㈜윕스 재가공

주류인 리튬이온전지의 에너지밀도 향상은 ’20년 이후 둔화될 것으로 전망하며 새로운 기술 및 소재개발에 투자가 이뤄지고 있으며, 종래의 리튬이온전지는 차세대 리튬이온전지로진화되는 양상을 보일 것으로 예상

차세대 리튬이온전지(Advanced LiB)는 리튬이온배터리의 연장선에서 성능 향상과 원가절감을 위해기존 소재 개선 또는 신소재를 적용한 것을 의미하며, 차세대 이차전지는 리튬이온 배터리와 상이한 전지 매커니즘과 재료를 통해 획기적인 성능을 구현할수 있는 전지

이차전지 업체자료에서의 전망을 종합해보면, 리튬이온전지의 4대 소재 성능 개량으로 진화하고, 전고체전지가 차세대 주류전지로 이어가며, 리튬메탈전지, 리튬-황전지의 상용화가 시도될 것으로예상됨

차세대 이차전지 개발 기관

4. 전후방 산업구조

<축전지 제조업 전&middot;후방 산업구조 분석>