삼성SDI 밸류체인 짚어보기③(feat. 전고체 배터리) [더인베스트 프리미엄]

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최근 삼성SDI의 배터리 투자 확대 소식이 들려옵니다. 삼성SDI는 지난해까지 수익성을 중시하며, 설비투자에는 경쟁사인 LG에너지솔루션이나 SK온보다 보수적인 정책을 고수해 왔습니다. 그러나 올해는 설비투자비용(CAPEX·Capital expenditures)을 대폭 확대할 계획입니다.

이유는 점유율 확대로 꼽힙니다. 삼성SDI는 그동안 고성능 배터리를 앞세워 경쟁사보다 높은 수익률을 기록해 왔으나 제품군을 늘려 시장 점유율을 확대할 필요성이 커진 것입니다. 이에 따라 기 삼성SDI에 장비를 납품하던 업체들 뿐만 아니라, 차세대 배터리 생산공장의 장비사들을 주목할 필요가 커지고 있습니다.

저희는 지난 18일 작성한 콘텐츠를 통해 삼성SDI의 배터리 양산 장비 라인업을 살펴봤습니다. 20일에 작성한 콘텐츠에서는 삼성SDI가 양산을 준비하고 있는 '46파이 원통형 배터리'의 장비와 몇몇 소재 납품 기업들을 살펴봤습니다. 이번 편에서는 전고체 배터리 파일럿 라인업의 장비를 짚어보겠습니다.

-'꿈의 배터리' 전고체 배터리의 특징은
-삼성SDI "2027년부터 전고체 배터리 양산"
-전고체 배터리 생산, 기존과 어떻게 다른가
-전고체 배터리 파일럿 라인 장비 공급 업체 추정
-전고체 배터리 파일럿 라인 소재 공급 업체 추정

◇ '꿈의 배터리' 전고체 배터리의 특징은

전고체 배터리가 무엇인지부터 살펴보면, 전고체 배터리(All Solid State Battery)는 전부 고체 소재를 이용해 만든 배터리를 말합니다. 리튬이온 배터리는 4대 소재인 양극재와 음극재, 분리막, 전해질로 이뤄져 있는데, 이 중 액체 상태인 전해질을 고체로 바꾸고, 분리막은 없애는 형태입니다.

리튬이온 배터리에서 전해질은 이온이 양극과 음극을 오가는 연결통로 역할을 합니다. 전해질을 물에 녹이면 전해액이 되는데, 유기물이다 보니 열에 취약하고 화재 위험성이 있습니다. 따라서 이를 고체로 대체해 화재 화재 위험성을 막는 것입니다.

또한 액체 상태인 전해질을 사용하는 리튬이온 배터리의 경우 양극과 음극이 접촉할 경우 쇼트에 의한 폭발이 일어날 수 있습니다. 따라서 분리막이 필수적입니다. 그런데 전고체 배터리에서는 전해질을 고체로 사용하기 때문에 양극과 음극이 접촉할 일이 없습니다. 따라서 분리막을 없앤 만큼 배터리 부피를 줄여 에너지 밀도를 향상시킬 수 있습니다.

전고체 배터리는 단순히 전해질만 바뀌는 것이 아니라 양극, 음극 소재의 변화로까지 이어집니다. 전고체 배터리는 전기화학적으로 안정적인 고체 전해질을 사용하기 때문에 보다 고전압의 양극 소재를 사용할 수 있습니다.

이 외에도 분리막이 없어 고체 전해질 사이로 이온이 이동하기 때문에 충전 속도도 높고, 0도 이하의 저온이나 60도 이상의 고온 환경에서 액체 전해질 배터리보다 성능이 뛰어납니다. 전고체 배터리가 차세대 전고체 배터리로 평가받는 이유입니다.

현재 고체 전해질 기술 연구는 크게 황화물계·산화물계·고분자계(폴리머) 중심으로 이뤄지고 있습니다. 각각은 고체 전해질의 특성을 보유하면서도 특징이 다릅니다. 삼성SDI는 황화물계 고체 전해질을 개발하고 있습니다.

◇ 삼성SDI "2027년부터 전고체 배터리 양산"

최윤호 삼성SDI 대표이사 사장이 지난 20일 서울시 서초구 더케이호텔서울에서 열린 제54기 정기 주주총회에서 "전고체 전지는 계획대로 2027년 양산을 추진하겠다"고 밝혔습니다.

이날 주주총회 내용에 따르면 삼성SDI는 지난해 수원 전고체 파일럿 라인 공장을 셋업하고 다수 완성차업체(OEM)에 샘플을 공급해 현재 평가를 진행 중입니다. 올해는 전고체 전지 핵심 소재 공급망을 구축하고 양산 성능을 확보하는 등 양산을 차질 없이 진행할 방침입니다.

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