2차 전지 LFP (인산철), NCM (3원계) 배터리란? 소재주 관련주 투자 방향

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2차 전지 LFP (인산철), NCM (3원계) 배터리란? 소재주 관련주 투자 방향

모아모아서 2021. 10. 25. 02:28

2차 전지 LFP (인산철), NCM (3원계) 배터리란?

2차 전지 비교 및 소재주 관련주 투자 방향

2차 전지 종류 정리 (LFP, NCM, NCA) 배터리란?

2차 전지를 구성하는 것은 대표적으로 양극재, 음극재, 전해액 (전해질), 분리막으로 구성되어 있습니다. 양극재는 흔히 배터리의 밀도에 연결되며, 이러한 밀도는 배터리의 용량과 관계되며, 배터리 용량은 주행거리에 영향을 주게 됩니다. 이러한 양극재는 구성 조합과 비율에 따라 그 성질이 달라지게 됩니다. 양극재는 배터리에서 30%~40% 이상을 차지할 정도로 중요도가 가장 높습니다.

이러한 양극재에 따라 배터리의 종류가 달라지게 됩니다. 양극재를 구성하는 요소는 4개의 물질과 5가지의 종류로 정리할 수 있습니다. 흔히 니켈, 알루미늄, 망간, 코발트를 이용하게 됩니다. 가장 대표적인 2차 전지 배터리 종류에는 NCA, NCM, LFP를 들 수 있습니다.

-NCA (니켈코발트알루미늄)과 NCM (니켈코발트망간) 배터리란? 국내 배터리 3사가 주력하고 있는 모델로 흔히 삼원계 배터리라고 부릅니다. 삼원계는 3개의 원자재가 사용된다고 생각하면 이해하기 쉽습니다. NCA 배터리는 삼성SDI에서 주력으로 하고 있습니다. NCA는 NCM과의 차이는 알루미늄을 망간 대신 쓴다는 것으로 알루미늄을 통해 출력을 높임으로 배터리의 효율성 향상을 주력으로 하고 있습니다. 하지만 니켈의 함량이 80% 이상의 고함량으로 높은 에너지 밀도인 반면 반대로 배터리 안정성 관련된 리스크가 큰 게 단점입니다.

-NCM (니켈코발트망간) 배터리란? NCA와 함께 니켈 관련 삼원계 배터리 중 하나입니다. NCM 배터리는 현재 LG화학, SK이노베이션이 집중하고 있습니다. NCA와 같은 니켈 함량이 80%에 코발트 망간 비율이 10%를 구성하고 있으며, 에너지나 기술적 측면에는 현재 NCA와는 큰 차이가 없습니다. 하지만 둘 다 안정성 쪽에 문제가 있습니다.

→ 한국 배터리 3사의 주력 모델인 NCA, NCM의 경우 에너지밀도가 높아 현재 전기차에 가장 큰 문제인 주행거리 문제를 해결할 수 있습니다. 다만 큰 단점으로는 코발트 자원의 희소성으로 인해 수급도 불안정하고 가격적인 측면에서도 문제입니다. 또한 화재에 가장 큰 원인인 니켈이 들어가기 때문에 화재 측면에서 아직까지 불안정한 것이 단점입니다.

-LFP (인산철) 배터리란? 니켈이 들어가지 않아서 삼원계가 아닌 이원계 배터리로서 현재 대부분 중국 업체들이 주력하고 있습니다. 화재 위험성에 가장 큰 핵심은 니켈로써 니켈이 들어가지 않음에 따라 자연스럽게 안정성면에서 우수함을 보이고 있습니다. 또한 원자재 수급 및 단가 부분에서도 코발트를 사용하지도 않고, 풍부한 원자재인 철을 사용해, 생산 단가 문제도 저렴해 배터리 셀 자체의 단가도 저렴한 것이 가장 큰 장점입니다.

단점으로는 한국 배터리3사의 주력 모델인 NCA, NCM 대비 에너지 밀도가 낮아 주행거리 부분에서 많은 단점이 있습니다. 현재 이러한 주행거리를 해결하기 위해 더 많은 부피를 증가시킴으로써 에너지 밀도 문제를 해결하고 있지만, 무게 또한 증가시키는 단점이 있습니다.

→LFP의 경우 장점은 원자재 가격이 저렴해 단가와 안정성이 가장 큰 장점입니다. 또한 기술적으로 NCM, NCA보다 만들기가 쉽습니다. 단점으로는 에너지 밀도 문제로 인해 주행거리가 가장 큰 단점입니다.

2차 전지 LFP (리튬인산철), NCM (삼원계) 비교

LFP배터리는 인산, 철이 사용되는 이원계로서 가장 큰 장점은 안정성 및 가격입니다. 가장 큰 단점은 에너지 밀도가 낮아 주행거리가 짧은 것이 단점입니다. NCM 배터리는 니켈, 코발트 망간이 사용되는 삼원계로서 가장 큰 장점은 높은 에너지 밀도에 따른 긴 주행거리입니다. 단점은 가격과 안정성입니다.

두 개의 배터리 모두 장점과 단점이 정확하게 반대인 것을 알 수 있습니다. 향후 투자 방향으로는 단지 테슬라뿐만이 아닌 포드, 폭스바겐 심지어 애플카에서도 LFP배터리에 대한 관심이 증가하고 있는 것을 볼 수 있습니다. 테슬라의 경우 저가형 모델인 스탠다드 모델에만 적용하기로 했지만 향후 다른 회사들의 LFP 비중 확대 또한 무시하지 못할 수 있습니다. LFP의 가장 큰 장점은 전기차 가격을 낮추지 않아도 수익성을 높일 수 있습니다. (배터리 단가가 낮아 전기차 가격도 낮출 수 있고, 수익적 측면에도 효율적임)

니켈과 코발트 같은 원자재가 계속 상승할 경우 LFP배터리에 대한 생산이 지금 보다 더 커질 수 있을 것으로 보입니다. 하지만 무게와 주행거리가 가장 큰 문제입니다. 중장기적으로는 에너지 밀도적 문제로 인해 NCM 배터리가 유리할 것으로 보입니다. 또한 2027년부터 페배터리 재활용이 활성화되면서 원자재 부분 또한 회수를 해 재활용하게 된다면 단가적 문제도 지금보다 많이 해결될 것으로 보입니다. 다만 비교적 쉬운 기술력으로 자동차 업체들의 배터리 자체 내재화가 진행된다면 LFP 쪽으로 진행될 가능성이 높습니다.

2차 전지 소재주에 대한 투자 방향

2차 전지 소재주에 투자하는 입장에서는 테슬라 외에도 폭스바겐, 포드 그리고 애플카까지 LFP배터리에 대해 많은 관심을 가지고 있습니다. 또한 LFP 배터리의 경우 자동차 제조 업체의 배터리 내재화에도 보다 접근성이 쉬워 향후 배터리 내재화시 LFP 배터리에 대한 방향으로 변경될 수도 있습니다.

앞에서 말씀드린 거처럼 배터리의 종류는 양극재에 의해 결정되게 됩니다. 현재 장기적인 2차 전지 소재주 관점에서는 양극재의 경우 이미 중국 대비 33배 정도의 높은 밸류에이션을 받고 있습니다. 또한 향후 수급까지 생각한다면 지금 생산하는 capa로도 부족한 것을 알 수 있습니다. 다만 LFP 배터리에 대한 전환이나 사용성이 커진다면 향후 NCM, NCA 배터리의 양극재 소재주들에게는 좋지 않을 수가 있습니다.

이에 다라 LFP배터리와 NCM, NCA 배터리에서 공통적으로 사용되는 음극재, 전해액, 동박, 분리막에 대한 투자가 리스크 관리 측면과 모든 곳에 다 사용되는 만큼 수익성 측면에도 더 큰 장점일 것으로 보입니다.

- 음극재: 대주전자재료, 포스코케미칼

- 전해질: 천보, 후성

- 전해액: 동화기업, 솔브레인

- 동박: 일진머티리얼즈, 솔루스첨단소재, SKC

- 분리막: SK아이테크놀로지

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