배터리 강자로 거듭난 중국 파워 배터리 강자 CATL은 어디로 갈 것인가?

현재 CATL은 중국은 물론 세계 최대 규모의 전원 배터리 제조업체입니다. 중국 전력 배터리 시장에서 CATL은 글로벌 시장 시장 점유율의 거의 절반을 차지하고 있으며 CATL도 약 1/3로 상대적으로 높은 점유율을 차지하고 있습니다. 그럼에도 불구하고 CATL이 오랫동안 시장 리더로서의 위치를 유지하고 상대방의 반격이나 추월을 원하지 않는다면, 특히 측면에서 계속 열심히 노력하고 전진해야 한다는 것은 분명합니다. 기술과 생산 능력을 바탕으로 경쟁사보다 앞서가는 우위를 지속적으로 유지합니다.

CATL의 재산 역사를 아는 사람이라면 누구나 CATL이 3원계 리튬전지의 인기에 힘입어 급격하게 상승할 수 있었고, 한때 리튬인산철전지를 뛰어넘기도 했다는 사실을 인터넷 기사에 적었다. 현장의 리더가 발 밑에 짓밟혔습니다. 당시 시장 환경과 정책을 고려해 볼 때 CATL은 3원계 리튬 배터리의 높은 에너지 밀도가 가져오는 이점을 충분히 활용했다고 말할 수 있습니다.

그러나 올해 4월 CATL 회장 Zeng Yuqun은 CATL이 향후 3~4년 동안 인산철리튬 배터리 생산 능력 비중을 점진적으로 늘리는 한편, 삼원계 리튬 배터리 생산 능력은 점차 늘릴 것이라고 밝혔다. 점차적으로 감소합니다. 그렇다면 이전에 인산철리튬 배터리를 '불쾌한 똥'으로 여겼던 닝더타임스가 이제 인산철리튬 배터리를 '핫케이크'로 간주하게 된 이유는 무엇일까?

인산철리튬 배터리가 3년 만에 처음으로 3원계 리튬 배터리를 추월했다. 최신 자료에 따르면 올해 5월 국내 전력배터리 생산량은 총 13.8GWh로 2020년 5월 대비 165.8%, 2021년 4월 대비 월간 6.7% 증가한 것으로 나타났다. 이 중 인산철리튬 배터리의 생산량은 8.8GWh로 이달 전체 생산량의 63.6%를 차지해 전년 동기 대비 317.3%, 2019년 전월 대비 41.6% 증가했다. 같은 기간 리튬삼원전지 생산량은 5.0GWh로 이번 달 전체 생산량의 36.2%를 차지해 전년 동기 대비 62.9% 증가했고, 전월 대비 25.4% 감소했다. 즉, 2021년에는 인산철리튬 배터리의 출력이 처음으로 삼원계 리튬 배터리의 출력을 넘어설 것이라는 것이다. 2021년 1월부터 5월까지 인산철리튬 배터리의 누적 생산량은 29.9GWh로 전체 생산량의 50.3%를 차지했으며, 이는 3원계 리튬의 누적 생산량이 전년 대비 360.7% 증가했다는 점에 주목할 필요가 있습니다. 배터리는 29.5GWh로 전체 생산량의 50%를 차지해 전년 대비 누적 증가율 153.4%를 기록했다. 5월의 생산량 추월로 인산철리튬이 현재 총 생산량에서 일시적으로 3원계 리튬 배터리를 주도하고 있음을 알 수 있습니다.

올해 5월 국내 전력배터리 탑재용량은 9.8GWh로 전년 동기 대비 178.2% 증가했다. 그 중 인산철리튬 배터리의 설치 용량은 4.5GWh로 전체 설치 용량의 45.9%를 차지했으며, 3원계 리튬 배터리의 설치 용량은 5.2GWh로 전체 설치 용량의 53%를 차지했다. . 업계 관계자들의 전망에 따르면, 2021년 6월에는 인산철리튬 배터리 탑재량이 삼원리튬 배터리 탑재량을 넘어 전원 배터리 시장 1위 자리로 복귀할 것으로 예상된다. 2021년 1월부터 5월까지 인산철리튬 배터리의 누적 설치량은 17.1GWh에 달해 전체 설치량의 41.3%를 차지했다. 3원계 리튬 배터리의 누적 설치량은 24.2GWh에 달해 전체 설치량의 58.5%를 차지했다. .

현재 전력 배터리 분야의 두 가지 주요 기술 경로로 리튬 인산 철 배터리와 삼원계 리튬 배터리는 거의 트레이드 오프 관계에 있습니다. 더 높은 에너지 밀도로 인해 삼원계 리튬 배터리는 최근 몇 년간 대중화되었으며 심지어 인산철리튬 배터리를 압도하는 경향이 있습니다. 그러나 이에 비해 인산철리튬 배터리는 비용이 저렴하고 안전성이 높다는 두 가지 분명한 장점이 있습니다. 실제로 2018년 처음으로 삼원계 리튬전지가 시장점유율을 앞지른 이후 인산철리튬전지의 시장점유율은 점차 하락세를 보이고 있다. Power Battery Alliance의 데이터에 따르면 2018년 국내 전력 배터리의 누적 생산량은 70.6GWh에 달했으며, 그 중 삼원계 배터리가 55.5%, 리튬인산철 배터리가 같은 기간 39.7%를 차지했습니다. 리튬전지와 인산철리튬전지는 각각 33.1GWh, 22.2GWh로 설치용량의 58.1%, 39%를 차지했다. 업계 관계자들은 인산철리튬 배터리 시장 점유율의 '우전' 이면에는 아마도 가장 중요한 요인은 비용일 것이라고 지적했다.

2016년 말, 국가는 신에너지 자동차 육성을 위한 보조금 정책을 조정하고 처음으로 배터리 에너지 밀도를 보조금 기준지수에 포함시켰다.

당시 인산철리튬 배터리의 에너지 밀도 수준은 주로 70Wh/kg~80Wh/kg 정도에 집중되어 있었는데, 이는 "순수 전기 승용차 동력 배터리 시스템의 질량 에너지 밀도가 90Wh/kg 이상이며, 120Wh/kg 이상의 배터리에 대해서는 '1.1배 보조금' 기준에 큰 격차가 있어 이러한 정책 선호의 물결을 누릴 수 없으며 점차 에너지 밀도가 높은 삼원계 배터리에 추월당하고 있습니다.

하지만 2019년에는 신에너지차에 대한 보조금이 평균 50% 정도 줄어들면서 인산철리튬 배터리가 3원계 리튬 배터리와 다시 경쟁할 수 있게 됐다. 2020년 4월 '신에너지차 보급 및 적용을 위한 재정 보조금 정책 개선에 관한 고시'에서는 보조금 지급 기간을 2022년 말까지 연장하자고 제안했다. 원칙적으로 2020년부터 2022년까지 보조금 기준은 10% 인하된다. 전년도 기준으로 각각 20%, 30%입니다. 이에 따라 삼원계 배터리보다 가격 측면에서 더 유리한 리튬인산철 배터리를 고려하는 기업이 늘고 있다. 뿐만 아니라, 2020년 BYD의 블레이드 배터리가 출시된 이후 인산철리튬 배터리가 시장에서 뜨거운 관심을 받으며 수요가 증가하고 인산철리튬 배터리의 생산량도 지속적으로 증가하고 있습니다.

파워배터리얼라이언스 자료에 따르면 2020년 국내 파워배터리 생산량은 총 83.4GWh(파워배터리 기업 해외거점 생산부분 포함)로 전년 대비 누적 2.3% 감소한 것으로 나타났다. . 그 중 인산철리튬 배터리의 생산량은 추세에 비해 증가해 누적 생산량이 34.6GWh에 이르렀고, 삼원계 리튬 배터리의 누적 생산량은 48.5GWh로 전년 대비 누적 증가했다. 전년 대비 12%.

CICC의 최근 연구 보고서에 따르면 앞으로 인산철리튬 배터리 보급률은 45~50%까지 높아질 것으로 예상된다. 또한 해외 시장에서는 테슬라, 폭스바겐, 애플 등 거대 기업들이 향후 신에너지 모델에 인산철리튬 배터리 탑재 가능성을 검토하기 시작했다고 밝혔습니다. 일부 해외 시장 조사 기관에서는 향후 10년 안에 인산철리튬 배터리가 3원계 리튬 배터리를 앞지르며 시장을 장악할 것으로 예상하기도 한다.

6월 13일 2021년 중국 자동차 충칭 포럼에서 왕추안푸 BYD 회장 겸 사장은 중국의 자체 브랜드 전기차가 기술에 대한 외국인 투자를 넘어섰다고 말했다. 올해 5월 인산철리튬 배터리의 생산량이 3원계 리튬 배터리의 생산량을 넘어섰습니다. BYD 블레이드 배터리는 혼자서 인산철리튬 배터리를 시장에서 소외된 위치에서 끌어내렸습니다. 충칭비산공장의 배터리 생산능력은 20GWh에 달했고 연말까지 35GWh에 도달할 예정이다.

화안증권 조사 보고서에 따르면, 극단적인 계산에 따르면 인산철리튬 배터리는 양극 및 셀 수준에서 삼원계 배터리에 비해 각각 55%, 22%의 비용 우위를 갖고 있다. 현행 보조금 계획에서는 보조금 차이를 감안하더라도 삼원계 배터리에서 철-리튬 배터리로 전환하면 약 9~11%의 원가 절감 효과를 얻을 수 있다. 이러한 비용 절감 효과는 2021년 보조금 축소 이후 더욱 커질 것으로 보인다. . 비용 문제에 힘입어 주요 자동차 제조사들이 인산철리튬 모델을 잇달아 출시했다.

인산철리튬 배터리를 탑재한 자동차 모델이 늘어나고 있는 것과 더불어 인산철리튬 가격도 시장 수요 급증을 반영할 수 있다. 궈하이증권연구소의 데이터에 따르면 인산철리튬 가격은 2020년 10월 이후 반등해 5월 최저치인 32,000위안/톤에서 51,000위안/톤으로 상승했으며, 이는 반년여 만에 59% 이상 증가한 것으로 나타났습니다. . Huaan 증권 연구 보고서에 따르면 2021년은 인산철리튬 수요 증가에 있어 중요한 해가 될 것이며, 전년 대비 80%의 성장이 예상됩니다.

충전 파일과 급속 충전 기술이 대중화되기 몇 년 전만 해도 순수 전기차의 실제 주행 가능 거리는 기본적으로 사용자의 주행 거리를 결정할 수 있었습니다. 충전 파일과 급속 충전 기술이 계속 대중화됨에 따라 신에너지 자동차의 배터리 수명에 대한 소비자의 요구 사항은 더 이상 초기만큼 강하지 않으므로 삼원계 리튬 배터리의 가장 큰 장점은 점차 눈부시지 않게 되었습니다. .

또한 내구성이 더 이상 신에너지 차량의 유일한 요구 사항이 아니기 때문에 삼원계 리튬 배터리의 안전성 약점이 점점 더 두드러지고 있습니다. 최근 인산철리튬 배터리는 안전성의 이점을 최대한 발휘했을 뿐만 아니라 CTP 기술을 통해 에너지 밀도 부족을 보완했습니다.

CATL은 기본적으로 시장에서 무적 상태를 유지하기 위해 인산철리튬 배터리 생산 능력을 늘리고 삼원계 리튬 배터리 생산 능력을 줄이기로 결정했습니다. Zeng Yuqun 자신이 이전에 말했듯이: "Ningde 시대의 전체 산업 체인이 이것을 하고 있습니다. 플랫폼을 구축하는 역할로서 편견을 가질 수 없습니다.

오늘날 충전 파일의 인기가 높아짐에 따라 전기 자동차의 주행 범위는 더 이상 그리 길 필요가 없습니다. 이때 인산철리튬 배터리는 가격이 저렴하기 때문에 성장 속도가 가속화될 것입니다. 따라서 비율 면에서 보면 인산철리튬 배터리는 향후 점차 증가할 수 있는 반면, 삼원계 배터리는 그 비율은 낮지만 완전히 사라지지는 않을 것입니다. 높은 에너지 밀도와 높은 내구성을 갖춘 일부 고급 자동차에는 여전히 삼원계 배터리의 지원이 필요하기 때문입니다. 그러나 인산철리튬은 매우 유용할 것입니다. ”

기술적인 측면에서 보면 CATL은 배터리 업계 전체에서 상당한 경쟁력을 갖고 있다. (센추리증권 발행 보고서 인용)

우선 CATL은 연구를 매우 중요하게 생각한다. 회사의 R&D 비용의 절대 가치는 2020년에 업계의 다른 회사보다 훨씬 높으며 5년 복합 성장률은 33.2%입니다. 영업이익에서 R&D 비용이 차지하는 비중은 7% 내외로 2017년 이후 낮은 수준을 유지하고 있다. 이는 동종업체와 비교했을 때 회사의 영업수익 규모와 성장률이 다른 주요 해외업체와 비교해 업계를 선도하고 있기 때문이다. 한국의 전력 배터리 대기업인 LG화학의 2020년 배터리 부문 R&D 투자액은 24억2000만 위안으로 5년간 복합 성장률은 9.7%에 불과하다. 회사는 제품을 포괄하는 완전한 R&D 시스템을 갖추고 있다. 연구개발, 엔지니어링 설계, 시험검증, 공정제조 등의 분야에서 지속적인 제품 성능 및 품질 개선을 통해 회사의 제품 경쟁력을 유지하고 있습니다.

둘째, 2020년 말 기준으로 박사학위 127명, 석사학위 1,382명을 포함해 5,592명의 R&D 기술자가 업계를 선도하고 있으며, 주로 광범위하고 심층적인 협력을 통해 보완하고 있습니다. , 내부 및 외부 협업 R&D 모델을 통해 표준화되고 표준적이며 효율적이고 지속 가능한 R&D 시스템을 구축했습니다. 2020년 말 기준으로 당사와 자회사는 국내 특허 2,969건, 해외 특허 3,454건을 보유하고 있습니다.

셋째, 회사는 이미 4개의 주요 R&D 센터와 5개의 주요 생산 라인을 보유하고 있으며, R&D 역량도 갖추고 있습니다. 국내에서는 Ningde Times를 중심으로 Qinghai Times, Jiangsu Times, Sichuan Times 등의 자회사를 주요 축으로 하는 레이아웃을 완성했으며 동시에 2014년에는 국내 시장 점유율의 절반을 차지했습니다. 배터리 업계는 2018년 첫 해외 자회사 에이지 인 독일(Age in Germany)을 설립한 뒤 점차 글로벌 레이아웃을 개선해 에이지 인 아메리카(Age in America), 에이지 인 프랑스(Age in France), 에이지 인 일본(Age in Japan) 등을 잇따라 설립했다. 독일에 첫 해외 생산 기지를 구축해 글로벌 확장을 강화하며 10년 만에 전력 리튬 배터리 업계의 글로벌 리더로 성공적으로 탈바꿈했다. 기술 로드맵과 현재 제품 성능 업그레이드는 기본적으로 기대에 부합합니다. 배터리 사업 개발의 핵심 아이디어는 현재 NCM523 제품의 패턴이 고급 승용차에 주로 사용된다는 것입니다. 주력 제품인 NCM811이 하이엔드 제품으로 형성됐고, 인산철리튬 제품은 주로 중저가 승용차, 상용차, 에너지 저장 분야에 사용된다. 배터리 시스템의 성능에 영향을 미치는 요소로, 회사는 '높은 비에너지, 긴 수명, 초고속 충전', 진정한 안전성, 자체 온도 조절이라는 5대 핵심 경쟁력을 확고히 파악하고 있다. 전원 배터리, 지능형 시스템 관리로 보완된 배터리 구조 및 재료 기술 혁신, 비용 절감 및 효율성 향상을 달성하고 짧은 순항 범위, 짧은 배터리 수명, 긴 충전 시간 및 열악한 저온 성능 문제, 열악한 안전 성능 및 다른 사용자 불만 사항.

마지막으로 차세대 배터리 기술인 전고체 배터리를 언급해야겠습니다. 전고체전지는 리튬이온을 앞뒤로 움직여 전기를 운반하는 전해질로 고체 물질을 사용한다. 전해액을 사용하는 리튬 배터리에 비해 합선 위험이 적고 화재 위험도 적습니다. 전극과 전해질이 교대로 배열되어 있어 적층이 용이한 것이 특징입니다. 따라서 기존 리튬 배터리보다 단위 중량당 에너지 밀도가 높아 배터리 크기가 동일할 경우 순수 전기차의 항속거리를 향상시킬 수 있다.

그러나 전고체전지의 중요한 문제점 중 하나는 현재 가격이 리튬전지에 비해 4배 이상 높다는 점이다. 미국 포드자동차(Ford Motor Company)의 추산에 따르면 현재 순수 전기차용 리튬 배터리 가격은 kWh당 약 13,000엔 수준이며, 2030년에는 10,000엔 미만으로 하락할 것으로 예상된다.

일부 해외 제조사들은 전고체 배터리 기술을 선도적으로 확보해 조기 양산에 돌입해 파워 배터리 시장 상황을 살리고자 한다.

(기술 덕후들을 위해 정리했습니다)