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전기자동차 배터리 기업 삼성SDI 살펴보기

썬도그 2021. 6. 12. 11:05
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한 기업을 제대로 알려면 여러 가지 정보를 취합해야 합니다. 그러나 유튜브와 블로그와 뉴스 기사를 통해서 한 기업을 제대로 파악하기는 너무나도 쉬운 시대가 되었습니다. 삼성 SDI요? 관심도 없었죠. 그러다 전기차 붐이 일고 전기차에 들어가고 전기차 제조 원가의 30% 이상을 차지하는 전기차 베터리를 공부하다가 삼성SDI를 깊게 파게 되었습니다. 그리고 이 기업의 장점과 문제점 그리고 미래까지 살짝 알게 되었네요. 

참고로 어제 인터 배터리 전시회에서 삼성SDI 직원과 여러 가지로 회사에 대해서 물어봤는데 부분은 잘 아는데 회사 전체의 그림이나 문제점이나 이런 것은 잘 모르더라고요. 아무래도 저 같은 일반인들은 숲까지 보지만 내부 직원은 자신이 연구 개발하거나 판매하는 제품 지식만 잘 알더라고요. 전시회장 현장에서 들은 이야기와 제 생각을 섞어서 삼성SDI를 분석해 보겠습니다. 

삼성전관이 전신인 삼성SDI는 80년대는 CRT를 만들다가 지금은 주력 사업이 2차 전지 사업을 하고 있습니다. 태양광 사업도 했다가 워낙 중국이 저가 물량 공세에 못 이겨서 포기한 듯합니다. 

전기차 배터리는 수년 전부터 납품을 하고 있지만 연구개발비 투자하고 납품을 해도 수익이 나지 않았습니다. 아무래도 초기 투자 비용과 공장 설립 비용이 조단위이기에 현재는 큰돈을 벌 수 없고 앞으로도 수익률은 5% 내외로 적을 겁니다. 다만 Q의 경제라고 수요가 많으면 잔돈이라도 모으면 큰돈을 벌 수 있기에 낮은 마진율에도 한국의 배터리 3사가 미국에 공장을 만들기 시작했습니다. 

다만 삼성SDI는 주저하다가 어제 삼성SDI CEO가 미국 진출의 언질을 해서 미국 진출이 어느 정도 가시화되었습니다. 
이 발언 때문인지는 모르겠지만 삼성SDI 주가가 오늘 크게 올랐네요. 

오래되어서 안정성이 높고 범용성 좋은 원통형 배터리

삼성SDI의 수익은 전기차 배터리가 아닌 전통적이고 안전성 높고 범용성이 좋은 원통형 배터리에서 많이 나옵니다. 이 원통형 배터리를 쭉 연결해서 강력한 파워를 낼 수 있습니다. 

이게 원통형 배터리입니다. 우리가 사용하는 충전지와 거의 비슷하게 생겼습니다. 둥근 원통 모양이라서 원통형이라고 합니다. 이걸 쭉 연결해서 팩으로 만들면 다양한 형태로 만들 수 있습니다. 21700 모델인데 이는 21mm 지름, 700mm 길이입니다. 

그러나 형태만 동일하지 사용처에 따라서 양극재 소재는 다릅니다. 배터리의 양극재는 M.C.N을 많이 사용하는데 이는 망간, 코발트, 니켈입니다. 이 3개의 재료를 어떻게 혼합하느냐에 따라서 순간 파워가 중요한 공구나 청소기용이냐 아니면 자전거나 자동차처럼 순간 파워보다는 지속적인 파워를 내는 배터리로 활용하느냐에 따라 다릅니다. 

참고로 전동 드릴도 배터리팩을 끼워서 드릴질을 할 수 있는데 사용시간은 대략 30분 정도라고 하네요. 오래 사용하지 못하지만 배터리팩만 갈면 수 시간도 사용할 수 있기에 전원 공급이 어려운 공사에서 많이 활용할 수 있습니다. 

이 원통형 배터리는 초기 테슬라 모델에서 활용했었습니다. 지금도 활용하는 걸로 압니다. 테슬라는 파나소닉의 원통형 배터리를 여러 개 붙인 배터리를 사용합니다. 원통형 배터리는 작은 크기의 배터리를 이었기에 화재 같은 문제나 충돌 사고 시 배터리가 뭉쳐 있지 않고 박살이 나면서 흩어지기에 화재나 폭발 위험도 적다고 하더라고요. 

원통형 배터리는 이렇게 전기 자전거 배터리로도 활용이 가능하고 

다양한 형태로 생산할 수 있습니다. 

원통형 배터리 팩은 전기스쿠터에 장착하면 30~40km를 달릴 수 있고 배터리 스테이션을 구비하면 바로 배터리만 갈아끼면 또 달릴 수 있습니다. 배달 오토바이에 딱 좋은 전기 스쿠터죠. 

교체형 배터리팩으로 다양한 곳에서 전기를 이용할 수 있겠네요. 방수 등급은 IP65로 먼지로부터 보호는 완벽하고 물도 약한 수압의 물은 방수가 가능합니다. 폭우가 아닌 일반적인 비가 내릴 때도 배터리를 들고 다녀도 되겠네요. 

삼성SDI의 핵심 먹거리 스마트폰, 스마트 디바이스 배터리 

삼성SDI는 삼성전자라는 큰 형님의 도움을 많이 받습니다. 아니 서로 공생관계죠. 갤럭시 버즈 같은 초소형 코인 배터리가 들어가고 충전케이스는 파우치형이 들어갑니다. 가격도 싸고 이익도 별로 안 되긴 하지만 티클 모아 태산이라고 많이 팔리면 다 수익이죠. 

갤럭시 폴드는 배터리가 2개나 들어가서 수익율은 더 좋을 듯하네요. 삼성SDI는 이런 스마트 기기 배터리로 먹고 살았던 회사예요. 여기서 수익을 많이 냈어요. 

DJI 같은 드론 회사에도 납품을 하고요. 워낙 삼성SDI 배터리가 안정성도 높고 신뢰성이 높아서 유명 브랜드들은 많이 사용하죠. 

스마트폰, 노트북에 사용하는 파우치형 배터리, 범용성이 좋은 원통형 배터리 이 2개로 삼성SDI가 먹고살았습니다. 

새로운 먹거리였던 ESS, 화재 사고로 미래가 불확실

기업은 항상 새로운 먹거리를 창출해야 합니다. 스마트폰 배터리외에 새로운 먹거리가 바로 ESS입니다. ESS는 각형 배터리를 

차곡차곡 쌓은 초대형 배터리입니다. 풍력이나 태양광 발전으로 만든 전기를 저장하는 전기 저장고입니다. 이 ESS는 해외에서는 많이 사용하고 있는데 이상하게 한국에서만 2017~2018년 100건이 넘는 화재 사고가 납니다. 이에 정부 합동 조사가 실시되었고 총체적인 부실이라는 결론을 내립니다. 

배터리 셀 문제도 있고 관리 부실, 모니터링 부실 등등 총체적인 부실이라고 하자 삼성SDI는 강력하게 항의하며 배터리 셀 문제는 절대 아니라고 주장합니다. 사실 이 ESS 화재는 사고 난 후 잔해를 보면서 판단해야 하는데 전소가 되니 화재 원인을 추적하기가 쉽지 않습니다. 천상 CCTV나 사고 전의 상황을 봐야 합니다. 

아무래도 ESS가 열악한 실내, 실외 환경에 있다보니 온습도에 영향을 받고 화재가 나는 것 같기도 합니다만 지금도 결론이 난 것은 아닙니다. 이에 삼성SDI는 격벽을 설치하는 등 총 2천억 원을 투입해서 전국 ESS에 화재 방지 노력을 했습니다. 어제 뉴스를 보니 자동 소화 기술까지 넣은 ESS도 나왔더라고요. 그럼에도 한국에서는 인기가 줄어들고 있습니다. LG화학도 어제 뉴스 보니 4천억 투입해서 보상 및 대책 마련을 하더라고요. 

잘만 돌아가면 새로운 먹거리인데 최소 한국에서는 ESS가 인기가 높지 않겠네요. 그럼에도 기술 개발을 해서 화재 안 나는 ESS를 만들고 있습니다. 그나마 한국이 이 정도고 중국 ESS도 많이 불이 납니다. 

ESS의 경쟁자는 수소입니다. ESS가 남는 전기 담아 놓은 저장고 역할을 하는데 수소도 동일한 역할을 할 수 있습니다. 남는 전기로 물을 전기분해하면 수소가 나오는데 이 수소를 저장했다가 다시 산소와 수전해하면 전기가 발생합니다. 그러나 수전해 기술이 발달하지 않아서 현재로는 가능한 기술은 아닙니다만 10년 안에는 ESS 대신 수소가 역할을 대신할 것으로 보입니다. 

삼성SDI의 새로운 먹거리 전기차 배터리

삼성SDI, SK이노베이션, LG에너지솔류션가 갑자기 주가가 크게 오른 이유는 전기차 이슈 때문입니다. 전 세계에서 환경친화적인 전기차를 늘리기 위해 정부 보조금을 주고 있습니다. 가장 적극적인 곳이 유럽이고 미국도 전기차 보조금을 줄 예정입니다. 전기차는 배기가스가 없어서 친환경차입니다. 물론 전기는 화력발전소에서 나온 전기라서 100% 친환경이라고 할 수 없지만 한국과 달리 독일은 신재생에너지로만 전기를 생산하고도 남아서 다른 나라 주고 있을 정도이고 미국도 풍력, 태양광 발전으로 전기를 많이 생산하고 있습니다. 

특히 텍사스는 넓은 땅에 바람이 많이 부는 조건으로 풍력 발전을 많이 합니다. 이런 신재생 에너지로 전기차를 충전하면 좀 더 친환경 자동차를 굴릴 수 있습니다. 전기차는 배터리에 충전된 전기를 꺼내서 모터를 돌려서 달립니다. 

전기차 이슈가 터지자 전 세계 전기차 배터리 제조사들이 각광을 받았습니다. 놀랍게도 전기차 배터리 제조사는 중국을 빼고 삼성SDI, SK이노베이션, LG화학(LG 에너지솔류션)이 유명했습니다. 일본 파나소닉도 있지만 원통형 배터리를 주로 만들고 그것도 테슬라에게만 들어갑니다. 

삼성SDI는 BMW와 아우디에 각형 배터리를 납품합니다. BMW와는 수년 전부터 협력을 하고 있습니다. 그런데 배터리 제조사는 한 자동차 제조사의 모든 전기차에 배터리를 넣는 것은 아닙니다. 테슬라도 LG화학과 파나소닉 양쪽에서 배터리 공급을 받고 있고 차량 모델마다 들어가는 배터리 제조사가 다릅니다. 

각형 배터리는 여러 개를 뭉쳐서 모듈화하고 그 모듈을 여러 개 붙여서 만듭니다. 

이건 아우디에 등러가는 배터리라고 하네요. 아주 튼실하게 생겼네요. 삼성SDI는 상당히 보수적인 느낌의 회사입니다. 배터리 폭발에 대한 민감도가 높은지 테스트하고 테스트해서 배터리 화재에 대한 신경을 많이 쓰는 느낌입니다. 그래서 그런지 미국 진출도 신중하게 결정하고 있는 느낌이네요. 게다가 기술력도 좋고요. 매년 5천억 이상의 돈을 연구개발비에 붓고 있습니다. 

최근 폭스바겐등이 배터리도 우리가 직접 만들겠다고 선언했죠. 이에 배터리 회사 주가가 떨어졌습니다. 그런데 이 배터리 사업자가 많지 않은 이유가 있습니다. 배터리 기술력이 떨어져서도 있지만 이 배터리 팔아서 얻는 수익이 5% 내외입니다. 전기차 배터리 같은 경우는 현재 모두 적자 상태입니다. 다만 삼성SDI만이 올 2분기부터 전기차 배터리 부문에서 흑자 전환한다고 하네요. 이는 배터리 가격은 그대로지만 생산 공정 효율 등으로 수익을 내는 구조로 만들었죠. 

이러다 보니 배터리 사업에 쉽게 뛰어들기 쉽지 않습니다. 게다가 전기차 화재, ESS 화재처럼 폭발 사고 이슈가 터지면 수천억 원 까먹기까지 합니다. 이러니 누가 쉽게 뛰어드려고 하겠어요. 게다가 공장 하나 짓는데 조 단위가 들어가는데요. 따라서 기술력과 자본력이 있는 회사만 살아남을 수 있습니다. 물론, 전기차 배터리 이외는 중국 제조사들이 많죠. 

중국의 CATL은 리튬인산철 배터리를 주로 만듭니다. 리튬인산철은 안전성이 무척 높고 철을 사용해서 제조단가도 낮습니다. 다만 1회 충전으로 갈 수 있는 거리가 짧아서 시티카 용도로만 활용할 수 있습니다. 그러나 최근에 주행거리를 늘리고 있고 가격이 워낙 저렴해서 유럽 자동차 제조사들이 중저가용 전기차에 넣고 있습니다. 한국은 중저가용 전기차에는 관심이 없더라고요. 만들어도 수익도 안 나는 거 안 만드나 봅니다. 

삼성SDI의 새로운 파트너 전기트럭 리비안

IPO를 앞둔 리비안은 괴물이라고 할 정도로 엄청난 기능을 제공하는 전기트럭입니다. 유튜브에서 영상을 찾아보면 이게 가능해? 할 정도로 엄청난 기능성을 제공합니다. 스노보드 수납공간에 전기차라고 으스대고 싶은지 인덕션을 탑재해서 캠핑 가서 요리도 할 수 있습니다. 트렁크도 보닛 아내 전면부와 후면부에 있고 탱크나 가능한 제자리 360도 돌기도 가능합니다. 각 바퀴에 모터가 따로 달려 있어서 모터 회전수를 조절해서 제자리 돌기도 가능합니다. 

리비안은 초대박이 날 것 같은데 이 리비안에 삼성SDI 배터리가 들어갑니다. 그것도 최신형입니다. 삼성SDI는 니켈 함유량을 높인 하이니켈 배터리인 GEN5를 공개헀는데 1회 충전으로 660km를 달릴 수 있습니다. 

리비안이 대박나면 삼성SDI 주가도 따라서 크게 오를 듯합니다. 물론 경쟁자도 있도 포드 F150 전기트럭인데 F150은 SK이노베이션이 납품합니다. 한국 전기차 배터리 업체 중 하나인 삼성SDI. SDI의 미래 먹거리는 전고체 배터리입니다. 

게임체인저가 될 전고체배터리 기술력 2위인 삼성SDI

삼성SDI는 배터리 기술력이 무척 좋습니다. 물론 LG에너지솔류션도 좋죠. 3사가 모두 기술력은 세계 탑티어입니다. 

삼성SDI는 여전히 수익의 대부분을 소형배터리에서 내고 있습니다. 전기차 배터리는 이제 막 수익을 내고 있고 미래먹거리지 당장의 큰 수익을 내지 못합니다. 미국이 전기차 보조금을 주고 본격적으로 생산을 많이하는 2022년 이후에 큰 수익이 날 듯하고 그래서 삼성SDI는 성장주 회사입니다. 만약 리비안이나 많은 신생 전기차 제조사들이 삼성SDI 배터리를 구매하면 수익은 더 커질 겁니다. 

삼성SDI 소형 배터리가 인기 있는 이유가 있네요. 한마디로 성능이죠. 가성비 제품은 아니고요. 얇고 작으면서도 고출력을 내기에 유명 전자제품 제조사들은 삼성SDI 많이 사용합니다. 

그러나 2차 전지의 문제점은 폭발 화재 위험입니다. 요즘은 덜하지만 스마트폰 배터리 폭발 사고는 정말 많았죠. 여러 안전장치로 폭발 위험을 줄이고 있지만 리튬이온 배터리 자체의 폭발 위험을 제거할 수는 없습니다. 전해질이 액체라서 이게 분리막을 넘어서 섞이면 강력한 화학반응 즉 폭발이나 화재가 일어납니다. 

이에 터지지 않고 화재도 안 나는 배터리를 개발하려고 하는데 이게 바로 전고체입니다. 전고체는 전해질이 고체라서 폭발 위험이 없습니다. 이러면 안심하고 2차 전지 사용할 수 있습니다. 그러나 아직 개발 단계입니다. 도요타가 전고체 배터리 연구를 끊임없이 하는 이유가 여기에 있습니다. 

삼성SDI는 전고체 배터리 특허가 도요타 다음으로 많습니다. 다른 전기차 배터리 제조사도 연구하고 있다지만 삼성SDI가 가장 앞서 있습니다. 삼성SDI는 2025년 시제품을 선보이고 2027년 이후에 상용화 제품을 대량 생산할 계획입니다. 계획대로 된다면 2027년 삼성SDI 주가는 날아가겠죠. 다만 전고체 배터리 만들었는데 기존 리튬이온 배터리 성능이 좋아지거나 폭발 위험을 줄이면서도 가격도 저렴하면 성공하기 어렵겠죠. 따라서 반신반의하는 시선도 있습니다. 

그럼에도 석유화학 에너지에서 신재생과 전기 생태계로 가고 있어서 배터리 산업은 좀 더 고도화되고 사용처가 늘어갈 것입니다. 

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