2차전지 소재업체에 이어서 2차전지 장비업체를 정리해 보고자 합니다.
2차전지 소재업체가 궁금하신 분들께서는 이전 포스팅을 참고 부탁 드리겠습니다.
https://infonararo.info-nararo.com/12
2차 전지 장비업체를 정리하려면 일단 배터리 생산에 어떤 공정들이 있고 어떤 장비들이 들어가는지 먼저 알아봐야 할것 같은데요, 리튬이온배터리의 제조 공정은 <전극 공정 → 조립 공정 → 활성화 공정 → 팩 공정>으로 크게 4단계로 이루어져 있습니다.
그럼 각각의 공정별로 2차전지 장비업체들을 알아보도록 하겠습니다.
1) 전극공정 장비
배터리의 양극과 음극을 만드는 핵심 과정인 ‘전극 공정’. 제조공정 Capex의 31%로 가장 큰 부분을 차지합니다.
전극공정은 크게 믹싱 → 코팅 → 롤 프레싱(압연) → 슬리팅 & 노칭 공정(절단) 등을 거치게 됩니다. 이중 믹싱공정과 코팅공정이 전극공정 내에서 약 80%를 차지하며, 각각의 단계별로 간단한 설명하면 아래와 같습니다.
① 믹싱 공정
배터리 소재의 양극, 음극 활물질과 용매 등을 섞어 중간재인 슬러리를 만들어서 섞어주는 역할을 하는 공정입니다.
믹싱장비의 경우 진입장벽이 높은 산업이여서 다른 믹싱 장비 업체의 신규 진입이 쉽지 않다는게 업계 상황입니다.
대표적인 업체로는 윤성에프엔씨, 티에스아이, 제일엠앤에스가 있습니다. 제일엠앤에스는 아직비상장되었으며 상장을 추진하는것으로 알려져 있습니다.
세 업체 중에는 제일엠앤에스인 제일기공이 먼저 산업을 시작했는데요, 티에스아이는 제일엠앤에스에서 퇴사한 직원이 설립한 회사로 알려져 있습니다.
제일엠앤에스의 주 고객사는 삼성 SDI 이며, 최근에 LG에너지솔루션의 대량 수주를 받았습니다.
주 고객사는 아래와 같습니다.
티에스아이: LG에너지솔루션
윤성에프앤씨: SK온(독점), LG에너지솔루션
제일엠앤에스: 삼성 SDI, LG에너지솔루션
② 코팅 공정
완성된 양극 슬러리를 알루미늄 포일(알루미늄박)에, 음극 슬러리를 구리 포일(동박)에 얇게 코팅하는 공정입니다.
코팅 공정은 전체 배터리 제조의 약 15% 이상의 비율을 차지하며, 과정 중에는 전지 설계의 대부분의 변수를 결정하는 코팅 공정이 가장 어렵다고 알려져 있습니다. 코팅공정의 대표적인 장비업체는 피엔티, 씨에스아이, 엔젯이 있으며, 대장주는 피엔티 입니다.
③ 롤 프레싱 공정
코팅이 완료되면, 두 개의 커다란 압연 사이로 전극을 통과시켜 일정하고 편평하게 펴줍니다. 전극 롤러를 활용하여 압력을 가해 전극의 두께를 줄이고 에너지 밀도를 높이는 공정입니다.
국내의 관련 주요 장비기업은 피엔티, 씨에스아이가 있습니다.
④ 슬리팅과 노칭 공정
노칭공정은 납작해진 전극들을 설계된 배터리 규격에 맞춰 절단하는 공정입니다.
노칭에는 두가지 장비가 사용되는데 프레스 장비(칼날을 사용하여 절단)와 레이저 장비(레이저를 사용하여 절단) 입니다.
대표 업체는 피엔티, 에스에프에이, 디이엔티, 필옵팁스 등이 있습니다.
2) 조립공정 장비
조립공정은 배터리 모양을 갖추는 단계이며, 배터리 형태별로 제조하는 기술이 다릅니다.
흔히 아는 원통형 배터리는 양극과 음극, 분리막을 휴기를 감듯이 돌돌 말아 주며, '와인딩'방식이라고 합니다.
이때 와인더(Winder)라는 장비를 사용하게 되며, 와인더에 양극과 음극 롤, 분리막 롤 2개를 장착하고, 휴지심을 감듯 맨드릴(Mandrel)에 감아서 적당한 크기로 잘라 젤리롤 형태를 만듭니다.
대표적인 와인더 장비업체는 코엠 (비상장), 필에너지 등이 있습니다. 이중 코엠은 테슬라, 삼성 SDI, LG에너지솔루션 등에서 사용하고 있으며 '와인딩'작업에 필요한 기계만 전문적으로 만드는 기업입니다.
이외 각각의 조립 공정 별 관련 기업은 아래와 같습니다. (출처: 유진투자증권)
3) 활성화공정 장비
활성화 공정은 충방전 공정이라고도 하며, 장비 Capex의 30%를 차지하는 전극 공정 다음으로 큰 공정입니다.
배터리에 특정 전압 및 전류를 패턴에 맞게 전해액을 충전해준 뒤 밀봉 후 충방전을 가하면서 전지로서의 역할을 수행할 수 있도록하는 공정입니다.
활성화공정은 충,방전하기 → 에이징공정 → 디개싱 공정(파우치배터리만 해당) → 품질검사로 나뉘어 집니다.
이중 대표적인 장비는 포메이션(충방전)장비입니다. 포메이션장비는 활성화 공정에서 셀에 충전과 방전을 통해 SEI층을 형성함으로써 활성화 작업을 하고 용량 검사를 수행하며, 이는 활성화 공정 내 80%이상의 비율을 차지합니다.
포메이션 장비 기업으로는 하나기술, 원익피앤이, 에이프로, 삼지전자 등이 있으며, 에이징 장비(완성된 셀을 일정한 온도 및 습도 이하로 보관)기업에는 파인텍이 있습니다.
4) 기타 후공정 (검사 & 자동화 등)
공정장비 이외에도 이차전지의 내부 결함을 검출하는 역할을 수행하는 공정별 검사장비와 공장 자동화를 위한 자동화 장비가 필요합니다.
각 공정별 검사 장비 관련 사항은 아래와 같습니다.
전극공정: 파인텍, 엔시스, 하나기술
조립공정: 엔시스, 이노메트리, 하나기술, 브이원텍
활성화공정: 엔시스, 하나기술
2차 전지 밸류체인에 따른 업체를 유진투자증권에서 정리한 레포트가 있어 함께 소개하고자 합니다.
현재와는 다소 차이가 있을수 있으니 참고 용으로 확인 부탁 드리겠습니다.
출처: 2차전지장비업체의턴이시작된다 (2022년 3월)
마치며..
제가 즐겨듣는 선대인소장님의 유튜브 채널을보면 2023년 4분기, 2024년 1분기 내 2차전지 소재업체와 2차전지 장비업체의 발주 호재가 많이 나올거라고 하는데요, 이 글이 투자하시는데 도움이 될 수 있었으면 좋겠습니다. 감사합니다.
(참고)
https://infonararo.info-nararo.com/12
https://info-everything1.tistory.com/11
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