4680 파일럿 라인의 양산 효율성이 검증된다면 국내 셀 업체들의 원통형 신규 생산 부지에서 높은 비중을 차지하게 될 것으로 판단한다. 4680 원통형 배터리 양산 파일럿 장비 납품 업체는 지속적인 락인 효과를 누릴 것이다. LG엔솔과 삼성SDI 4680 배터리 양산 파일럿 라인을 구축할 예정이다.

4680 배터리란?

원통형 배터리는 기존 1865, 2170 배터리보다 강점을 가지고 있다. 1) 에너지 밀도, 2) 비용 개선이다. 기존 2170 셀보다 부피를 다섯배 키우고 에너지 용량(mAh)과 에너지 밀도(Wh/kg)를 높일수 있기 때문이다. 

① 에너지 용량 증가

첫번째, 탭리스(Tabless)의 구현이다. 단일 탭에 의존하게 되면 내부 저항이 커져서 열이 발생하나 탭이 없거나 멀티 탭을 구현하면 열 발생이 최소화되어서 고 에너지 밀도를 구현할 수 있다.

② 비용 개선

기존 습식 공정 대신 건식 공정의 구현이다. 제조 비용을 20% 수준을 낮추며 공간 효울과 생산효율이 동시에 일어나는 혁신적인 공정이다. 하지만 건식 공정을 위해서는 바인더와 도전재 등의 개발이 수반돼야 하는 제약 조건이 존재한다. 따라서 아직까지는 습식의 대량 양산 대비해서 활용도가 제한적이다. 건식 생산이 채택되지 않더라도 습식 공정으로도 4680 셀 생산이 되기 때문에 4680 생산은 지속될 것이다.

장비 발주 사이클에서 어떠한 장비 업체들을 눈 여겨봐야 하는가? 1) 기존 레퍼런스, 2) 대규모 장비 공급 능력이다. 배터리 셀 업체에게는 수율 관리가 중요하기 때문이다. 배터리 장비를 지속적으로 수주 받고 있는 장비 업체는 셀 업체들이 원하는 스펙과 수율을 뽑아내는 장비를 공급한다고 판단된다. 기존 상반기 이반차, 염성 라인에 들어간 업체들은 향후 장비 발주도 수주할 것이다.

대규모 장비 공급 능력을 가진 업체들이 중요하다. 1) 장비 업체들의 CAPA 증설과 2) 현금 및 현금성 자산을 봐야한다. 기존 염성, 이반차 11,12개 → 켄터키, 테네시 등 15~17개로 라인 규모가 증가하고 있기 때문이다. 대규모 발주 사이클에서는 선수금(매출액 대비 30% 수준)만으로 재공품(매출액 대비 60~80%)을 충당하기 힘들다. 따라서 현금 및 현금성 자산을 확보해야 대규모 장비 계약을 수주할 수 있다. 배터리 셀 업체는 원하는 시점까지 안정적으로 장비를 공급 받기 원하기에 현금성 자산과 생산 능력이 구축된 업체에게 대규모 발주가 이루어질 것이다.

SK온은 하반기에 가장 공격적인 장비 발주 흐름을 가져간다. 올해 하반기부터 80개 이상의 라인을 구축할 것으로 파악된다. 현재 블루오벌 JV를 통한 켄터키, 테네시는 조립 라인 기준으로 전체 47개 라인이며 8월부터 발주가 시작될 것으로 파악된다.

장비 발주 사이클에서 어떠한 장비 업체들을 눈 여겨봐야 하는가? 기존 상반기 이반차, 염성 라인에 들어간 업체들은 향후 장비 발주도 수주할 것이다. 배터리 장비를 지속적으로 수주 받고 있는 장비 업체는 셀 업체들이 원하는 스펙과 수율을 뽑아내는 장비를 공급한다고 판단되기 때문이다.

SK온-포드의 합작사인 블루오벌은 배터리 장비만 5조 1,000억원의 투자를 집행한다. 북미에 켄터키,테네시 지역에 대규모 CAPEX 투자 진행 예정이다.

SK온 밸류체인에 속한 업체들의 수주 잔고는 한 단계 더 성장할 것으로 판단한다. 최근 배터리 장비 발주 흐름을 보면 공정 별로 나뉘는 추세이다. 8월부터 미국 켄터키 향 장비 발주를 시작으로 하반기부터 공격적인 SK온의 CAPEX 투자가 지속된다.

장비Capex의 17%를구성하는조립공정

- 양극재, 음극재를전지용기에삽입하여셀로조립하는조립공정은2차전지장비Capa중17%를차지하고있음. 2022년~2025년까지11조원시장신규형성전망

- 조립공정은원통형,각형/ 파우치형에따라공정이다르며, 각회사마다도차이를보임.

- 극판을잘라양극, 음극탭을제조하는노칭공정이후전지의밀도를상승시키는와인딩혹은스태킹공정을거침. 이후완성된젤리롤을케이스에넣고양극, 음극탭을접착시키는웰딩공정그리고필링공정을통해케이스에전해액을주입. 마지막으로진공건조등의과정을거치면배터리셀이완성

장비Capex의 30%를구성하는화성공정

- 완성된셀에전기적특성을부여하는화성공정은2차전지장비Capa중30%를차지하고있음. 2022년~2025년까지20조원의시장신규형성이기대됨.

- 조립공정을통해완성된셀을일정한온도및습도下에보관하는Aging공정을거치면가장핵심인Formation 공정을지나게됨. 이공정에서는셀에전기적특성을부여하기위해충방전을반복. 이후파우치형은셀내부가스를제거하는Degassing공정, Folding 공정을거치면최종적으로셀이완성됨.

- 화성공정의특징은Formation 비중이80%로압도적인비중을차지한다는것. 전체2차전지장비Capa기준으로보아도22.3%를차지하는핵심장비.