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자본 굴리기 프로젝트/기업 분석

동진쎄미켐 노스볼트와의 2차 전지 소재 사업 분석, 특허 찾기

by 쿠킷리스트 2020. 9. 1.
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동진쎄미켐 노스볼트와의 2차 전지 소재 사업 분석 1편[음극재, CNT도전재, 스웨덴, 동진쎄미켐 주가, 2차 전지 소재, 실리콘 활물질, 2차 전지 관련주]

동진쎄미켐과 노스볼트의 계약은 사실 그렇다면 음극재, 음극재용 CNT도전재의 미래는?


동진쎄미켐과 스웨덴 노스볼트와의 10년 장기계약 뉴스 (출처 : 인포스탁 데일리)

지난 26일 인포스탁 데일리에서 동진쎄미켐과 관련하여 엄청난 기사가 하나 나왔습니다. 동진쎄미켐이 노스볼트와 10년간 2차 전지 소재 음극재 바인더 중 CNT 도전재와 독자적으로 개발한 음극재를 공급하는 계약을 체결했고 2025년에는 연간 7천억 원가량의 매출이 확보될 것이라는 내용이었습니다. 당일 동진쎄미켐 주가는 10% 넘는 상승을 보여주다가 상승폭을 줄인 후 장 마감했습니다. 이후 33,000원대에 머물러 있는 상황입니다. 이번 글에서는 동진쎄미켐의 2차 전지 관련 사업, 음극재, CNT도전재에 대해서 알아보도록 하겠습니다.

 

우선 26일 공개된 동진쎄미켐 노스볼트 계약 뉴스와 관해서 저에게는 재미난 일화가 있어 잠시 말씀드리고자 합니다. 저는 매일경제 TV '출발 오늘의 증시'를 챙겨보는 편입니다. '출발 오늘의 증시'의 최임화 앵커가 인포스탁 뉴스가 나오기 전 동진쎄미켐의 2차 전지 부분에 대해서 언급하면서 동진쎄미켐 앞으로 상당히 달라질 것이라고 흘러가는 듯이 얘기를 했습니다. 그 덕분에 저는 구체적인 내용은 알 수 없으나 기사가 나오기 전에 2차전지 관련해서 이벤트가 있으려나?라는 생각을 가지게 되었습니다.

 

동진 스웨덴 AB와 동진쎄미켐 대표번호 (출처 : ratsit, 글쓴이 폰)

이틀 뒤인가 인포스탁 뉴스가 나왔고 사실인지 확인을 위해 공시를 찾아보았으나 아직 새로 나온 게 없었고 이후 스웨덴에 동진 스웨덴 AB가 있는지 확인해보았습니다. 몇몇 사이트에 동진 스웨덴 AB(Dongjin Sweden AB)가 등록되어있는 건 확인했습니다. 그러나 계약건이 사실인지는 알 수가 없어 사실 확인을 위해 동진쎄미켐 주담(주식담당자)에게 전화해보았습니다. 2차 전지 소재 관련해서 아는 것이 없었기에 저는 노스볼트와의 계약건이 사실인지만 확인했습니다.

 

 

현재 인터넷에서 돌아다니는 동진쎄미켐 주담과 통화한 내용
1. 노스볼트와의 10년 장기계약은 사실. - 팩트체크 완료

2. 매출 규모가 부풀려진 것. - 팩트체크 미완료

 

노스볼트, 폭스바겐, BMW

노스볼트는 2016년 스웨덴에서 설립된 전기차 배터리 생산 업체로 2030년 유럽 최대 배터리 공급 업체를 목표로 하고 있습니다. 2030년까지 유럽 전기차 배터리 시장의 25%를 점유하고 재활용 배터리로부터 원자재의 50 %를 확보한다는 목표를 가지고 있으며 파트너와 고객사로 ABB, BMW 그룹, 스카니아, 폭스바겐 그룹 등 주요 유럽 기업들을 두고 있습니다.

 

노스볼트는 최근 글로벌 완성차 업체와의 계약과 함께 글로벌 금융기관, EU(유럽연합), 폭스바겐으로부터 30억 달러(약 3조 6,000억)가 넘는 자금을 조달하며 배터리 공장을 증설하면서 공격적인 투자를 단행하고 있습니다. 2024년부터 BMW에 20억 유로(약 2조 8,000억) 규모의 배터리 셀을 공급하는 계약을 맺기도 했습니다. 노스볼트는 국내 업체와도 좋은 관계를 맺고 있습니다. 씨아이에스로부터 코터 장비를, 파인솔루션으로부터 포메이션, 싸이클러 장비를, 제일기공으로부터 믹싱 장비를 공급받고 있습니다. 이에 이어 아직 공시하지는 않았지만 동진쎄미켐도 노스볼트의 협력업체 대열에 가세했습니다.

 

그렇다면 음극재와 CNT도전재가 무엇이길래 이러한 평가를 받는가 알아볼 필요가 있습니다. 최근 하이투자증권에서 '3가지 마법의 가루(첨가제) - 정원석, 원민석'이라는 제목의 엄청난 리포트가 하나 나왔습니다. 음극재, CNT도전재에 관한 내용을 담고 있는데 쪽수만 무려 123페이지입니다. 기술적인 내용은 어려운 부분이라 리포트 내용을 참고해서 최대한 쉽게 설명하도록 하겠습니다.

 

리튬 배터리의 구조 (출처 : 하이투자증권)

우선 2차 전지의 작동 원리와 양극재와 음극재 대해서 알아보도록 하겠습니다. 2차 전지 배터리는 양극재, 음극재, 전해질, 분리막으로 이루어져 있습니다. 충전을 하게 되면 양극재에 있는 전자가 음극재로 이동하고, 방전되게 되면 음극재에 있는 전자가 양극으로 이동합니다. 이런 식으로 전자가 이동하면서 전기를 만들어내고 전기차는 그 전기를 에너지원으로 삼는 것입니다.

 

 

배터리는 양극재는 리튬 배터리에서 배터리의 용량과 평균 전압 등을 결정하는 성능을 담당하고 음극재는 양극재 성능을 품어주는 그릇이라고 생각하시면 이해하기 편하실 겁니다. 따라서 양극재 성능이 향상되면 향상될수록 음극재 역시 성능이 향상되어야 합니다.

 

폭스바겐과, BMW의 배터리 요구사항과 완성차 업체들의 요구 (출처 : 하이투자증권)

현재 완성차 업체들의 배터리 성능 요구사항은 명황학 상태이며 배터리 업체들은 이에 집중하고 있는 모습입니다. 주행거리, 충전시간, 배터리 수명, 배터리 단가, 저온 특성까지 5가지가 중심입니다. 

 

이를 충족시키기 위해 양극재는 기존 NCM(니켈, 코발트, 망간)에서 니켈 함량을 점점 늘려갔으며 AI(알루미늄)을 첨가하며 하이니켈 NCM, 하이니켈 NCA로 변화했습니다. 최근에는 주행거리를 늘리기 위해 기존의 하이니켈 NCM 양극재에 AI(알루미늄)을 첨가해 NCMA(니켈, 코발트, 망간, 알루미늄) 양극재를 만들어가고 있으며 하이니켈 양극활 물질과 CNT(Carbon nanotube) 도전재를 적용해 에너지 밀도를 높여가고 있습니다.

 

배터리 업체 기술 변화 로드맵 (출처 : 하이투자증권)

이처럼 양극재는 기술 발전에 있어서 탄탄한 로드맵이 그려져 있었고 그에 따라 발전하는 모습을 보였지만 음극재는 이제 막 변화를 주고 있는 단계입니다. 현재는 흑연이 음극재의 대부분을 차지하고 있는데 실리콘(Si)이 점차 첨가될 것으로 예상되고 있습니다. 실리콘은 흑연보다 에너지 저장효율이 월등히 좋아 리튬이온의 저장 용량을 높이고 충전 시간 개선 등 퍼포먼스 향상을 위해 반드시 필요한 존재로 여겨지고 있습니다. 

 

실리콘 음극활물질의 문제점 (출처 : 하이투자증권)

그렇다면 이렇게나 좋은 실리콘을 왜 다량 함유해서 사용하지 않는 것일까요? 실리콘(Si)은 흑연과 달리 충전될 때 과도한 팽창을 하게 되어 SEI(보호층) 층을 부수는데, 이는 배터리 수명을 단축시키는 문제를 일으킵니다. 또한 양극재 발전의 단계, 기술의 한계, 효율 등의 이유로 현재는 소량 혼합하거나 복합체를 형성하여 100% 흑연보다 약간 높은 에너지 용량을 구현하는 수준으로 사용되고 있습니다.

 

실리콘 팽창을 잡아주는 음극재용 CNT 도전재 (출처 : 하이투자증권)

효율이 좋지만 문제가 있는 실리콘을 보완해주는 것이 바로 CNT도전재입니다. CNT(Carbon Nano Tube)는 탄소나노튜브로 흑연계 연필 가루처럼 생겼으며 활물질을 더욱 활성화시키는 역할을 합니다. 동진쎄미켐이 노스볼트에 공급하는 음극재 CNT도전재의 경우 실리콘(Si) 팽창(효율, 수명 감소)을 잡아주는 보완재 역할을 합니다.

 

 

위에서 말씀드린 것처럼 최근 많은 배터리 업체들이 에너지 밀도 증가, 충전 시간 단축 등을 위해서 음극재에 실리콘을 첨가해 사용하는 방향으로 개발을 진행하고 있습니다. 따라서 전기차의 성능이 올라가면 올라갈수록, 퍼포먼스를 더욱더 좋게 만들고자 한다면 안정성을 위해서 CNT도전재가 필수적으로 사용되어야 한다는 점을 주목할 필요가 있습니다. 이미 포르쉐 타이칸에 음극재 CNT도전재가 적용된 사례(LG화학)가 있습니다.

 

음극재용 CNT를 생산하는 건 누구나 다 하고 있지만 이를 분산시키는 기술이 어려워 진입장벽이 어느 정도 있는 것으로 알려졌습니다. 하이투자증권 리포트에 따르면 이를 상용화한 업체는 전 세계에서 나노 신소재가 유일하다고 합니다. 여기에 동진쎄미켐이 합류한 것일까요? 동진쎄미켐 홈페이지의 사업분야, 신재생에너지 부분에서는 관련 사업을 아래와 같이 소개하고 있습니다.

 

동진쎄미켐의 이차전지 도전재 슬러리 (출처 : 동진쎄미켐)

 '2014년 이차전지 도전재 슬러리 개발을 시작하여, 독자적인 바인더 용해 기술과 최적화된 도전재 분산기술을 바탕으로 고출력/고용량 전지에 적합한 특성을 확보하였으며, 2017년 HEV용(하이브리드) 도전재 슬러리를 양산화하여 2018년 LVS용(저전압 시스템), PHEV용(플러그인 하이브리드), EV용(전기차) 제품을 확대 공급하고 있습니다. 현재는 차세대 CNT 도전재, 실리콘 음극재 개발 및 국내/해외 시장개척에 힘쓰고 있습니다.' - 동진쎄미켐 홈페이지 신재생에너지 중

 

배터리 소재 산업 모델 (출처 : 하이투자증권)

SNE리서치와 하이투자증권에 따르면 음극재 시장은 2025년까지 연평균 40% 이상의 성장률을 보여줄 것으로 예상되고 있습니다. 이 중에서도 실리콘(Si)이 첨가된 시장 역시 급격한 성장을 보일 것으로 예상하고 있습니다. 특히 실리콘(Si) 첨가제 시장은 현재 1,100만 달러(약 130억 원) 규모에서 2025년 46억 달러(약 5조 5,000억 원)로 급성장을 예측하고 있습니다. 

 

CNT도전재 시장규모는 2020년 현재 600만 달러(약 70억 원) 규모로 추정되고 있으며 2025년 19억 달러(약 2조 2,500억 원)로 성장할 것으로 전망하고 있습니다. 이 수치는 테슬라를 제외한 업체를 기준으로 하였으며 하이투자증권 연구원들에 따르면 보수적으로 접근한 수치라고 합니다. 따라서 더 큰 시장규모의 가능성도 열려있다고 볼 수 있습니다.

 

 

이러한 시장 전망치가 들어맞다면 폭스바겐, BMW와 계약한 노스볼트에 소재 공급을 하는 동진쎄미켐의 2025년 관련 매출 7,000억 도 불가능한 얘기는 아니라고 보입니다.

 

 

동진쎄미켐이 보유한 기술은 무엇인가?

진짜 기술을 가지고 있는 것일까?


동진쎄미켐이 2020년 4월 등록한 특허 (출처 : 동진쎄미켐)

공시, 홈페이지에도 별 내용이 없고 뉴스가 크게 나오는 것도 아니고 정말 정보가 없는 동진쎄미켐의 2차 전지 소재 사업입니다. 처음 뉴스가 나왔을 때에는 의심이 가득했습니다. 도대체 어떤 기술을 가졌길래 10년 장기계약을 진행하는 것인지, 빅이슈가 될 만한 뉴스인데 왜 언론사 한 곳에서만 보도하는 것인지 이해할 수가 없었습니다. 그래서 진짜 동진쎄미켐이 기술을 보유한 것인지 알아보기 시작했습니다.

 

첫 번째 힌트는 공시자료에 있었습니다. 반기보고서에서 관련된 것 같은 특허를 발견했고 이후 동진쎄미켐의 그래핀, 탄소, 실리콘과 관련된 특허들을 추가로 찾아보았습니다. 동진쎄미켐 반기보고서(2020.06)에 따르면 4월 '그래핀 옥사이드 및 실리콘을 포함하는 내투습성 코팅 조성물'이라는 특허를 취득했습니다.

 

'그래핀 옥사이드 및 실리콘을 포함하는 내투습성 코팅 조성물'의 특허 출원은 2013년 4월에, 공개는 2014년 10월에 등록은 올해 4월에 되었습니다. 공시자료에서 적용분야나 사업화 계획에는 빈칸으로 남아있지만 음극재 활물질의 키워드인 흑연(그래핀, 탄소), 실리콘이 들어가 관련된 특허인 것 같아 조금 더 알아보았습니다.

 

동진쎄미켐의 4월 등록 특허 검색 (출처 : 특허정보넷 키프리스)

특허 검색 사이트인 키프리스에서 검색을 해보았고 확인을 해보았습니다. 2013년에 출원된 특허라 그런지 음극재나 2차 전지에 관한 언급은 없었습니다. 하지만 관련된 특허들로 2차 전지가 언급되는 것을 확인할 수 있었으며 그래핀에 실리콘을 섞는 내용을 확인할 수 있었습니다. 아래가 주요 내용들입니다.

 

 

 "본 발명의 내투습성 코팅 조성물은 식품 포장용 수분차단막, 및 유기발광다이오드(OLED), 액정 디스플레이(LCD), 플렉시블 디스플레이(Flexible display)의 봉지재와 같은 투명하면서 높은 내투습율을 요구하는 공정에 널리 쓰일 수 있다."

 

 "본 발명은 그래핀 옥사이드 및 실리콘을 포함하는 내투습성 코팅 조성물에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 넓은 판상의 탄소 화합물인 그래핀 옥사이드 화합물을 실리콘 내에 분산시켜 높은 투과도를 보이면서, 수분에 대한 내투습성이 우수하고 낮은 온도에서 경화가 가능한 내투습성 코팅 조성물에 관한 것이다."


 "제1항에 있어서, 그래핀 옥사이드 화합물 0.05 내지 1.5 중량%, 환원제 0.1 내지 3 중량%, 실리콘 1 내지 15 중량% 및 잔량의 용매를 포함하는 일액형 내투습성 코팅 조성물." - '그래핀 옥사이드 및 실리콘을 포함하는 내투습성 코팅 조성물' 중

 

추가적으로 동진쎄미켐 특허는 아니지만 2016년 등록된 '리튬이온 이차전지 음극용 샌드위치형 그래핀 복합구조체와 이의 제조방법'이라는 특허에서 비슷한 내용을 찾을 수 있었는데 내용은 아래와 같습니다.

 

"본 발명은 음극재용 샌드위치형 그래핀 복합구조체와 그 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 여과방법을 적용하여 형성된 음극재이며, 탄소가 코팅된 실리콘 및 그래핀의 복합구조체로써, 샌드위치 형태의 복합구조체 및 그 제조방법에 관한 것이다."

 

"실리콘을 리튬이온배터리 음극소재로 사용할 경우 실리콘 본연의 높은 부피팽창률과 낮은 전기전도도에 의한 제약이 따른다. 이처럼 실리콘이 가지고 있는 문제점을 해결하기 위하여 종래에도 실리콘 표면에 탄소계 소재를 코팅하여 이를 해결하고자 하는 시도들이 존재했고, 그래핀을 도입할 시 그래핀 본연의 높은 기계적 물성으로 인한 수명특성이 개선되는 것이 보고되었다." - '리튬이온 이차전지 음극용 샌드위치형 그래핀 복합구조체와 이의 제조방법' 중

 

특허 연차료 표, 동진쎄미켐의 특허는 청구항이 20항이나 된다.

'리튬이온 이차전지 음극용 샌드위치형 그래핀 복합구조체와 이의 제조방법'은 2013년에 출원했으나 등록 심사청구를 2019년 5월 14일에 진행을 했으며 2020년 4월 등록이 완료되었습니다. 이 기간이 시사하는 바가 있다고 생각됩니다. 이전에는 사실상 상용화가 불가능했고 마땅히 사용할 곳이 없었지만 기술이 적용되는 사업(노스 볼트와의 계약)이 시작되는 기간에 맞춰서 등록을 한 것 아닌가라는 추측을 해봅니다.

 

 

특허 등록을 하게 되면 연차료를 내야 하는 데 사용하지도 않고 상용화하기도 힘든 특허에 매년 100만 원에 가까운 돈을 지출하는 것은 낭비입니다. 100만 원 하면 작아 보일 수 있는데 동진쎄미켐 관련 특허를 검색하면 1,300개 이상의 특허가 나옵니다. 물론 여기서 출원만 한 것, 소멸된 것도 있지만 다 등록이 되어있다고 가정한다면 매년 1,300개의 특허의 법적 권리 유지를 위해서 100만 원 정도의 지출이 발생한다면 매년 1억 3,000만 원의 지출이 발생하게 되는 샘입니다. 위에 소개한 특허 이외에도 그래핀, 탄소와 관련된 동진쎄미켐의 특허들이 다수 등록되기 시작했습니다. 리스트업을 조금만 해보자면 아래와 같습니다.

 

동진쎄미켐의 그래핀(흑연, 탄소), 실리콘 관련 특허 중 최근 등록된 혹은 등록이 진행중인 특허 리스트
'그래핀 복합체 및 그 제조법' (출원 2013.12, 등록 2020.08)
'그래핀 박리용 분산 안정제, 이를 포함하는 그래핀-알칼리 금속염 복합체, 및 이를 이용한 그래핀의 제조방법' (출원 2014.12, 등록 신청 2019.05)
'할로겐 치환 화합물, 할로겐 치환된 기능화기를 갖는 그래핀 옥사이드, 및 이를 이용한 그래핀의 제조방법' (출원 2014.12, 등록 신청 2019.05)
'탄소-메탈 복합체의 제조방법' (출원 2013.12, 등록 2020.08)
'아임계 또는 초임계 유체를 이용한 탄소 소재의 제조 방법' (출원 2015.02, 등록 신청 2020.02)
'코어-쉘 필러 및 그 제조방법' (출원 2013.08, 등록 신청 2018.08)

이외에도 많은 특허가 등록을 기다리고 있는 상황입니다. 전공자도 아니고 오랜 기간 공부한 것도 아니기에 제 추측이 1~100까지 모두 다 틀린 것일 수도 있습니다. 하지만 그래핀, 탄소, 실리콘과 관련해서 5~10년 전에 출원한 특허가 이제야 등록이 되고 있다는 점은 눈여겨볼 필요가 있어 보입니다.

 

지금까지 동진쎄미켐의 2차 전지 소재 사업 부분(음극재, 실리콘 첨가제, CNT 도전재)을 알아보았습니다. 현재 확인된 사실 하나는 노스 볼트와의 계약인데 더 공개된 것이 없으니 답답하기만 합니다. 공시라도 해줬으면 하는 바람입니다. 조금 더 공부하고 주식담당자에게 다시 한번 전화나 해봐야겠습니다.

 

그래도 부족한 상황 속에서도 최대한 정보를 찾아내 좋은 회사를 찾는 게 투자자의 궁극적인 목표 아니겠습니까. 2편에서는 노스볼트, 폭스바겐 그룹, BMW 그룹, 유럽의 전기차 시장 등을 주제로 찾아뵙도록 하겠습니다. 궁금하신 점이나 수정이 필요한 부분, 추가할만한 내용이 있다면 댓글 남겨주시면 감사드리겠습니다. 감사합니다.

 

투자 책임은 모두 본인에게 있으며 종목 추천이 절대 아님을 말씀드립니다. 또한 위 글의 정보와 자료는 사실과 다를 수 있음을 알려드립니다.

 

아 여담으로 이번을 계기로 다시 한 번 정보의 무서움을 느꼈습니다. 매일경제 방송부터 뉴스까지 개미들이 기관, 외국인, 전문가들과의 정보싸움에서 이기는 것은 사실상 불가능해 보입니다.

 

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