LG화학 매수 전, 주린이를 위한 배터리 '기초 지식'[부꾸미TALK]

이안나 이베스트투자증권 연구원①

코스피 3000 돌파의 중심에는 2차 전지가 있다. 최근 전반적인 증시 조정으로 주가는 다소 떨어졌지만 2차 전지의 성장 동력을 의심하는 이는 없다.

전기차 시장의 급격한 성장과 세계 각국의 친환경 정책으로 2차전지 시장은 앞으로 더 커질 것으로 분석된다.

주식 투자의 기본 중 하나는 자신이 투자하는 종목에 대해 스스로 공부하고 분석해 보는 것이다. 하지만 2차 전지 업종은 어려운 용어와 각종 화학식 등으로 상당한 전문성을 요구하고 있어 투자자들의 접근이 쉽지 않은 현실이다. 단순히 전망이 좋다는 얘기만 듣고 투자하기에는 리스크가 크다.

머니투데이 증권 전문 유튜브 채널 '부꾸미'(부자를 꿈꾸는 개미)는 개인 투자자들의 어려움을 덜기 위해 2차 전지 담당 애널리스트인 이베스트투자증권의 이안나 연구원의 도움을 받았다.

1편에서는 2차 전지에 관한 기본적인 상식과 업계 흐름을 짚어 본다. 2편에서는 최근 2차 전지 주가가 급등한 이유와 유망 종목, 향후 전망 등을 알아본다.

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2차 전지 기본 원리…양극재? 음극재?

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2005년 LG화학 2600mAh급 원통형 리튬이온 2차전지 세계 첫 생산 / 사진제공=LG

▶김사무엘 기자
우선 2차전지가 뭔지, 어떤 방식으로 구동이 되는지 그런 것들에 대한 간략한 설명 부탁드립니다.

▶이안나 연구원
2차 전지라고 하는 건 쉽게 생각하면 그냥 건전지, 배터리라고 생각하시면 돼요. 플러스가 있고 마이너스가 있고 그 안을 보면 전해액이 액체로 돼 있어요. 최근 NCM(니켈·코발트·망간) 이런 얘기가 나오는데 이런 소재들을 블렌딩해서 그 안에 집어 넣으면 그 전해액 위에 동동 떠있는 형태가 플러스라고 보시면 됩니다.

플러스에서 마이너스로 전류가 흐르잖아요. 이 사이 거리를 전류의 위치라고 합니다. 양극재가 위치한 곳, 음극재가 위치한 곳 사이를 전류의 위치라고 하고 그걸 전위라고 불러요. 그 차이가 전압을 의미합니다. 전압이 세지면 세질수록 밀도가 높아집니다. 대부분 배터리 용량을 차지하는 부분이 이 차이에 의해서예요. 이 둘의 차이가 벌어지면 벌어질수록 에너지밀도가 높아지고 배터리 용량이 많아지고 자동차 동력이 세지고 주행거리가 길어지고 수명이 길어지고 이렇게 보시면 돼요.

▶김사무엘 기자
양극재, 음극재 등 주요 소재에 대한 설명도 부탁드립니다.

▶이안나 연구원
양극재부터 설명드리면 2009~2010년에 중국에서는 LFP(리튬철인산)라는 배터리를 가지고 나왔죠. 그 전에 3원계 배터리가 먼저 나왔는데 화재 이슈가 있었습니다. 중국의 BYD(비야디, 자동차 업체 이름)가 LFP 배터리 납품하면서 화재 사건이 안 나는거예요. 갑자기 그 배터리를 중심으로 빵 뜬겁니다.

주기율표를 보시면 철이 가장 안정적이에요. 철은 26번 원소거든요. 철을 중심으로 숫자가 커지면 커질수록 에너지밀도가 높아져요. 소재들의 에너지밀도가 높아지고 안정성도 높아지는데 동시에 무게가 무거워집니다. 숫자가 작아지면 무게는 가벼워지는데 에너지밀도가 낮아져요. 부피도 커지고 불안정성이 높아지죠. LFP가 왜 안정적이냐면 철 때문이에요.

최근 각광받는 건 NCM, NCA(니켈·코발트·알루미늄) 같은 니켈 소재입니다. 에너지밀도가 높아진 소재인거죠. NCM이더라도 리튬이온배터리는 리튬을 기본적으로 가지고 있습니다. L(리튬)N(니켈)C(코발트)M(망간)O(산소)라고 보시면 됩니다.

정리를 하자면, LFP는 F라는 철을 갖고 있어서 굉장히 안정적이지만 에너지밀도를 끌어올리는데 한계가 있다, 그런데 NCM, NCA는 니켈이 기본적으로 들어가기 때문에 에너지밀도가 높다, 하지만 불안전한 리튬을 그만큼 올려줘야 하기 때문에 안정성이 떨어진다 차이를 두고 보시면 됩니다.

▶김사무엘 기자
음극재는 어떤 역할을 하나요?

▶이안나 연구원
음극재는 흑연을 기본 베이스로 깔고 있는데 최근에 실리콘 음극 얘기가 나옵니다. 실리콘이라는 소재를 넣기 시작한 것은 사실 양극재를 가지고 에너지밀도를 올리는 게 한계에 도달한거예요. 그 다음엔 음극재를 가지고 올리고 싶은데 지금까지는 천연흑연하고 인조흑연이라고 화학적으로 만든 흑연이 있어요. 일본의 파나소닉쪽에서 먼저 한게 실리콘을 흑연에 넣기 시작한거예요. 실리콘 소재가 요즘 각광받고 있거든요. 실리콘 소재는 이론적으로만 보면 100% 채웠을 때 흑연보다 10배 가까운 에너지밀도의 효과가 나옵니다.

▶김사무엘 기자
실리콘 음극재도 현재 상용화 단계인가요?

▶이안나 연구원
지금 흑연 음극재에 실리콘이 한 5% 정도는 섞여서 들어가요. 파나소닉은 흑연 안에 실리콘을 많게는 10%까지 끌어올려서 사용하고 있습니다. 양극재쪽으로 에너지밀도를 올릴수 있는 이론적 한계는 도달했어요. 그 다음 음극재로 넘어오다보니 파나소닉이 하는(실리콘 음극재) 방향으로 다들 가는 거죠.

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국내 배터리 업체들의 경쟁력

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LG에너지솔루션 배터리 / 사진제공=LG에너지솔루션

▶김사무엘 기자
우리나라 배터리 기업들이 지금 세계 1,2위를 다툰다는 기사들이 많은데, 실제 경쟁력은 어느정도 인가요?

▶이안나 연구원
크게 3가지로 보시면 돼요. 리튬이온 배터리는 NCM, NCA, LFP 세가지 트랙으로 가고 있습니다. CATL은 LFP랑 NCM을 동시에 하고 있어요. 원래는 NCM을 가지고 LG화학하고 같이 경쟁관계 였는데, 갑자기 테슬라가 상하이 공장을 세우더니 NCM을 LG화학쪽에서 받겠다, LFP는 CATL에서 받겠다 이렇게 된거죠.

그런데 화재나고 이러다보니 갑자기 테슬라 배터리데이에서 LFP에 대한 가능성 얘기하면서 LFP로 가는거 아니야? 하면서 고민하는건데. 사실 뭐가 더 기술력이 있다고 말하긴 굉장히 애매해요. 셋다 장단점이 있는거고.

LG화학같은 경우 NCM쪽에서는 단연 1,2위를 다투고 있습니다. 지금 에너지밀도로 봐서도 CATL이 오히려 에너지밀도 차원에서는 약간 뒤처지면서 올라오고 있었는데 사실은 생산능력 확대 측면에서 볼 때 거의 빠르게 증설을 하다보니 지금 1,2위는 LG화학하고 CATL이 같이 가는 구도입니다.

NCA는 테슬라 기가팩토리 미국에서 파나소닉이 꽉 잡고 하고 있죠. 하지만 우리나라에서는 삼성SDI가 있고요. SK이노베이션은 NCM을 해요. 생산능력 차이는 크지만 기술력으로 뒤쳐진다 이렇게 말하긴 애매하고요. 얼마나 빨리 케파(생산량) 증설을 해서 고객사를 많이 끌어들이고 외형성장을 하느냐 차이로 보시면 됩니다.

▶김사무엘 기자
배터리 제조에서 기술 경쟁력이라면 어떤게 있나요? 예를들어 반도체에서는 미세공정이 핵심인데, 배터리는 니켈, 코발트, 망간을 일정 비율로 섞기만 하면 되는 건지 아니면 다른 특별한 노하우나 기술력이 필요한 것인지요?

▶이안나 기자
김치찌개 레시피로 비유할게요. 내가 백종원이에요, 김치찌개 레시피를 가지고 프렌차이즈 내놨어요. 요리사들마다 같은 레시피 가지고 만들었을 때 맛이 똑같이 나오지 않거든요. 배터리도 똑같이 (니켈, 코발트, 망간 비율을) 6대2대2, 8대1대1로 섞는다고 해도 최종적인 결과물, 에너지밀도의 차이가 조금씩 있어요. NCA 기준으로 파나소닉은 이론적 용량을 넘어섰어요. 원래 이론적 한계가 있으니까 레시피 기준이 있으면 웬만하면 거기 못미치거든요. 근데 이걸 뛰어넘은거예요. 왜그런가 봤더니 거기는 음극재를 가지고 실리콘을 적용하기 시작한거죠.

지금 기술적 방향의 핵심은 하이니켈로 가고 싶은데 그러면 안정성이 얼마나 높냐 이 차이입니다. LFP는 여기서 얼마나 에너지밀도를 올릴 수 있느냐가 관건이죠.

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국내 배터리 업체들이 중국보다 저평가 받는 이유

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▶김사무엘 기자
유독 우리날 배터리 업체들은 중국 배터리 업체들 보다 저평가 받고 있습니다. 이유가 뭔가요?

▶이안나 연구원
우선 CATL은 LG화학보다 영업이익률이 높습니다. 기본적인 차이는 소재단부터 들어가야 해요. 중국은 정책적으로 충분히 밀어줬죠. 본인들이 시장을 선점할걸 생각하면서 동시에 소재에 대한 M&A(인수·합병)도 굉장히 많이 해 놓은 상태입니다.

우리가 양극재를 만들 때 예를들어 니켈은 황산니켈을 써요. 광산에서 탄산니켈을 채굴한 다음에 그걸 가공해서 황산니켈화 하는 거예요. 그 황산니켈 대부분을 중국기업들한테서 넘겨받습니다. 그때 가공 프리미엄 마진을 엄청 받아요. 광산부터 소재 가공까지 우리가 가격경쟁력 측면에서 밀리는 부분이 있죠. 그렇다보니까 영업이익률이 떨어지는 거고요. 사실은 에코프로비엠 등에서는 원가절감을 위해 가공 부분들도 계속적으로 시도를 하고 있습니다.

▶김사무엘 기자
국내 업체들이 중국 업체들과의 밸류에이션 차이를 따라잡을수 있을까요?

▶이안나 연구원
영업이익률 차이는 있긴 한데 LG화학 같은 경우에는 거의 CAPEX(투자규모) 자체로만 보면 CATL하고 비슷비슷하거든요. 외형성장도 비슷하죠. 오히려 더 컸죠. 외형성장이 매출 측면에서 보면 훨씬 컸던거죠. 그런데 이렇게 프리미엄 차이가 나는건 중국쪽 성장률이 워낙 뛰어나잖아요. 테슬라 공장도 들어오고 보조금 줘가면서 확산 시킬 여지가 크다보니까 더 밸류에이션(기초체력 대비 주가 수준)을 많이 받습니다.

요즘 생각해보면 글로벌 위치 자체가 굉장히 동등해요. CATL에 적정 밸류에이션을 따지는건 아직은 너무 애매하고 그런데 적어도 이 둘(LG화학과 CATL)의 갭은 메꿔줘야 하는거 아닌가, 적어도 LG화학 같은 경우에는 그런 생각입니다.

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김사무엘 기자 samuel@mt.co.kr

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