1. 배터리는 4가지 소재로 보통 만들어짐. 



 2.양극재, 음극재, 분리막, 전해액임. 


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 3. 항상 문제가 되는 것은 양극재임. 


 4. 음극재는 보통 흑연을 쓰고, 분리막이나 전해액도 소재가 흔한 것이라 큰 문제가 없지만, 양극재는 그렇지 않음.


5. 배터리 시장은 양극재로 인산철을 쓰는 중국과 3원계를 쓰는 한국이 세계 투톱임. 


 6. 중국이 생산하는 주력 배터리는 양극재로 인산철을 쓰는 인산철 배터리임. 


 7. 세계 인산철 배터리의 95%가 중국에서 나옴. 


 8. 인산철 배터리는 배터리 약발이 조루라는 단점이 있지만, 인산철의 인과 철이 싼 재료라서 원가가 싸고, 에너지밀도가 낮아서 불이 잘 나지 않음. 


 9. 한국이 생산하는 배터리는 3원계 배터리임. 


 10. 리튬을 기본으로 해서, 양극재로 니켈, 코발트, 망간을 보통 60%, 20%, 20% 섞어 만들어서 3가지가 섞여 있다고 3원계 배터리라고 부름. 


 11. 비싼 재료가 많이 쓰여 원가가 높고, 에너지밀도가 높아서 불이 잘 나지만, 배터리 약발이 좋아 오래가는 장점이 있음. 


 12. 전세계 금속들의 연간 생산량을 보면, 철은 21억 톤, 망간 8천만 톤으로 넉넉하게 나오고 있음. 


 13. 문제는 3원계에서 많이 사용하는 니켈, 리튬과 코발트임. 


 15. 니켈은 전세계에서 연간 200만 톤이 생산되고, 리튬은 43만 톤, 코발트는 14만 톤 수준임. 


 16. 니켈은 주요 수출국인 러시아가 우크라이나를 침공하는등으로 공급에 문제가 발생하고 있지만, 시간이 가면 해결이 가능한 수준임. 


 17. 코발트는 비싸고, 희귀하고, 코발트 자원 보유 국가인 콩고가 내전 등으로 불안정한데다, 중국의 영향력이 커서 문제가 됨. 


 18. 코발트는 전 세계 매장량의 60%가 콩고에 몰려있고 현재 생산되는 코발트는 대부분 콩고산임.


19. 중국이 철도,도로등 인프라 투자를 해주며 콩고의 코발트 광산을 장악함. 


 20. 중국이 장악한 코발트 광산을 통해 콩고가 생산하는 코발트의 90%가 중국으로 들어가 배터리의 재료가 되고있음. 


 21. 코발트는 중국이 생산 경로를 장악해버린 게 국가간 자원전쟁을 하는 시대에는 민감한 문제가 됨. 


 22. 리튬은 중장기적인 공급부족 이슈가 있음. 


 23. 지금까지는 휴대폰에 주로 리튬이 들어갔는데, 휴대폰 1대당 6g 정도의 리튬이 들어가는 정도라, 1억 대의 휴대폰을 만들어도 600톤의 리튬이면 생산이 가능했음. 


 24. 전기차는 다름. 


 25. 테슬라의 모델 S를 예로 들면, 1대당 60kg의 리튬이 들어감. 


 26. 테슬라가 100만 대의 전기차를 만들면 6만 톤의 리튬이 필요하고, 테슬라의 2030년 판매 목표인 2천만 대를 만들려면 120만 톤 리튬이 필요한 것임. 


 27. 전세계에서 연간 생산되는 리튬이 43만 톤인데, 현재 방식으로 생산을 하면, 테슬라만 해도 2030년에 120만 톤의 리튬이 필요하다는 말임. 


 28.리튬이 많이 필요하다면, 바닷물에도 리튬이 들어있다고 하니 그걸 뽑아서 쓰던지, 리튬광산을 좀 더 개발하면 되는 거 아냐? 라고 생각할 수 있음. 


 29. 그게 쉽지가 않음. 


 30. 현재 전 세계 리튬의 70%는 칠레, 볼리비아, 아르헨티나의 짠물호수인 염호에서 생산됨. 


 31. 바닷물보다 만배가까이 리튬함유량이 높은 호수들임. 


 32. 바닷물보다 만 배 가까이 리튬 함량이 높아 경제성이 있는 염호라고 해도, 이 호수물을 퍼올리면 1,000ppm 그러니깐 호수물의 0.1% 정도에 리튬이 들어있는 수준임. 


 33. 염호의 리튬 함유량이 이정도인데, 염호의 만분의 1 수준이 들어있는 바닷물은 경제성있게 리튬을 생산할 수준이 안됨. 


 34. 염호에서 뽑아올린 리튬을 넓은 노지에서 1년에서 2년간 증발시켜 4%~6% 정도로 농축을 한 후 공장으로 보냄. 


 35. 노지에서 2년씩 증발을 시킨다는 것은 비가 거의 안 와야 한다는 말임. 


 36. 리튬 함유량이 풍부한 염호가 있고, 비까지 거의 안 오는 지역이라야 리튬을 경제성있게 생산할 수 있다는 것임.


37. 칠레,볼리비아,아르헨티나에서 전세계 리튬의 대부분이 생산되는 것도, 이 세나라가 겹치는 삼각형 지역에 리튬이 풍부한 염호가 있고, 비도 거의 안오는 지역이라 세계 리튬의 대부분이 이곳에서 생산되는 것임. 


 38. 리튬을 노지에서 증발시키는 게 아니라 공장을 지어서 추출하면 되는게 아닌가? 하는 질문도 있을수 있음. 


 39. 공장건설 비용등 경제성도 문제지만, 리튬을 추출하는 과정에서 투입되는 화학물질로 환경 오염이 발생되는 폐기물이 나와 현재는 자연 증발이 주류가 됨. 


 40. 리튬 공급을 쉽게 늘리기 어려운 이유임. 


 41. 지금까지 전기차 경쟁은 1회 충전 주행거리 경쟁이었음.


 42. 1회 충전 주행거리 100킬로대를 깔짝 거리고 있던 때, 테슬라가 1회 충전 400킬로대 전기차를 뽑아내면서 앞서가며 그렇게 됨.


 43. 전기차 충전소가 많지 않아 1회 충전 주행거리가 경쟁력의 가장 큰 요소가 되던 시절이라, 전기차 시장은 한국이 만드는 3원계 배터리가 중국 인산철 배터리를 압살할 수 있었음.


 44. 그런데, 3원계 배터리의 문제 중 하나가 불이 잘 나는 것이었음.


 45. 이 부분을 해결하기 위해, 3원계 배터리는 셀을 모듈로 감싼 다음 몇 개의 모듈을 모아서 팩을 만드는 방식으로 안전성을 확보함.


 46. 포장을 이중으로 해서 충격으로부터 보호를 했다는 말임.


 47. 복잡한 방식이다 보니 기술력이 필요했고, 중국이 쉽게 따라올 수 없는 경쟁력을 확보함.


 48, 그런데, 테슬라가 충격적인 발표를 함.


 49. 테슬라 전기차 일반형에 지금까지 쓰던 3원계 배터리가 아닌 인산철 배터리를 쓰겠다는 발표였음.


 50. 엘지화학 등 한국 3원계 배터리 제조사들과 협력사들이 이 발표에 휘청함.


 51. 테슬라가 2030년에 2천만 대 판매 목표를 달성하려면, 현재 리튬이나 코발트의 공급 수준으로는 힘들겠다는 판단을 한듯함.


 52. 반면에 인산철의 주원료인 철은 연간 21억 톤이 생산되고, 인도 넉넉하게 나와 공급의 문제는 없는 것임.


 53. 인산철 배터리에 셀 투 팩 기술이 개발된 것도 주요 원인이 됨


 54. 인산철 배터리는 3원계 배터리의 70% 정도 성능밖에 안 나와서 주행거리가 짧은 게 한계였음.


 55. 셀 투 팩이 해결책이 됨.


  56. 3원계 배터리는 안전성 확보 때문에 셀을 모듈로 감싸고, 모듈을 다시 팩으로 감싸는 이중포장을 했는데, 셀 투 팩은 모듈을 없애버림.


  57. 모듈이 없어지고, 셀을 바로 팩에 포장을 해버리니, 모듈이 들어가는 공간에 셀을 더 넣을 수가 있게 됨.


  58. 성능 차이를 기능 개선으로 극복하는 게 아니라, 더 많은 배터리를 때려 넣어서 1회 주행거리를 3원 계 수준으로 맞춰버린 것임.


 59. 모듈이 없어 이중포장이 안된다고 하더라도, 인산철 배터리 자체가 불이 잘 안 나다 보니 위험하지는 않다는 판단이 들어간 것임.


 60. 코나와 미국 GM에 들어간 LG에너지솔루션의 3원계 배터리에 화재가 나서 전량 리콜이 들어간 점도 이슈를 키움.


  61. 인산철은 불이 잘 안 나는 데다, 셀 투 팩을 하면 주행거리도 3원 계만큼 나오고, 가격도 싼 데다 물량이 늘어도 공급 이슈가 적어 보이니, 갑자기 인산철이 좋아 보이기 시작한 것임.


 62. 다만, 아직은 한중 배터리전이 중국의 인산철 승 한국의 3원계 패로 끝난 것은 아님


. 62. 인산철 배터리의 특허 부분이 중국의 발목을 잡고 있음.


 63. 중국 BYD는 모듈을 없앤 셀 투 팩을 개발해서 1회 충전 605킬로 주행을 만듦.


 64. 문제는 특허였음.


 65. 인산 철 배터리 관련 특허는 노벨화학 상을 수상한 미국 굿이너프 교수가 가지고 있었는데, 배터리 양산을 BYD에 맡긴 후 BYD가 자체 개발을 했다고 발표를 한 것임.


 66. 굿이너프 교수는 분명히 내 특허를 훔쳐서 만든 것이라고 특허 소송에 들어감.


 67. 결국 인산철 배터리는 중국 내에 돌아다니는 전기차에는 쓰고 있지만, 특허 문제 때문에 수출을 할 수 없는 상태가 됨.


 68. 문제는 올해 말이면 해당 특허가 대부분 효력이 만료되는 점임


 69. 올해 말 특허 만료로 중국 인산철 배터리 봉인이 해제될 때까지 한국이 대책을 수립할 수 있을지가 관전 포인트가 됨.


출처: 코스피 갤러리 [원본 보기]