탑머티리얼 사업보고서 (2022.12)
2. 주요 제품 및 서비스

가. 주요 제품 현황(단위: 백만원)

매출유형	2022연도
(제11기)	2021연도(제10기)	2020연도(제9기)

매출액	비율	매출액	비율	매출액	비율

시스템 엔지니어링	55,778	88.51%	28,268	88.60%	4,045	60.28%

전극	2,554	4.05%	837	2.62%	502	7.48%

상품	1,118	1.77%	1,129	3.54%	1,844	27.48%

기타	3,570	5.66%	1,670	5.24%	319	4.76%

매 출 총 계	63,020	100.00%	31,904	100.00%	6,710	100.00%

나. 주요 제품에 대한 내용(1) 시스템 엔지니어링 사업당사의 주력사업인 시스템 엔지니어링 사업은 이차전지 제조를 위한 파일럿 라인 또는 생산라인 전체를 일괄 수주해서 장비를 공급하고, 설치, 시운전, 교육 등을 거쳐 고객이 안정적으로 제품(이차전지)을 제조할 수 있게 컨설팅하는 턴키 프로젝트입니다. 시스템 엔지니어링 프로젝트는 고객이 제조하고자 하는 리튬 이차전지 기종에 따라서 각형 배터리 제조라인, 파우치형 배터리 제조라인, 원통형 배터리 제조라인 등 3가지 타입으로 분류할 수 있습니다. 아래 표에서 3가지 기종에 대한 특징과 장단점을 도식화 하였습니다.

[리튬 이차전지 제품 종류]

출처: Besetotube

제조공정은 (1) 전극제조(Electrode) (2) 조립(Assembly) (3)화성(Formation) 등 크게 3가지 공정으로 분류할 수 있습니다. 전극제조 공정은 기종에 관계없이 유사한 형태의 공정장비가 사용되며 조립과 화성 공정은 기종에 따라서 장비의 구성이 다르며 별도의 라인을 설치해야 합니다.

(가) 원통형전지 제조라인

원통형전지는 18650전지(지름 18mm, 높이 65mm) 또는 21700전지(지름 21mm, 높이 70mm)가 대표적으로 생산되고 테슬라 등이 전기자동차에 채용하고 있습니다. 그리고 전기스쿠터, 전기자전거, 전동공구용 등에 널리 채택되는 기종입니다. 원통형전지 제조공정은 아래와 같이 도식화해 볼 수 있습니다.

[원통형전지 제조라인 공정]

출처: 당사 제시

전극 공정은 활물질, 도전재, 바인더를 용매에 일정비율 혼합한 슬러리를 금속 집전체 표면에 코팅(Coating) 및 건조(Coating), 압착(Roll Pressing), 절단(Slitting)하여 전극을 제조하는 공정입니다. 다음으로 조립공정은 전극공정을 거쳐 생성된 양극, 음극 극판과 각각의 원재료를 가공 및 조립하여 완성품을 만드는 공정입니다. 마지막으로 활성화 공정은 조립이 완료된 전지를 충방전하여 전기적 특성을 부여한 후 전지의 품질검사, 선별, 포장을 하는 공정입니다.

[원통형전지 제조라인 공정 설명]

구분	설명

Electrode Line
(전극공정)	Mixing
(믹싱)	활물질, 도전제, 바인더, 용매를 혼합하여 슬러리를 생산하는 공정

Coating
(코팅)	만들어진 슬러리를 기재 위에 코팅하여 롤 형태로 감겨진 전극을 제조하는 공정

Calendering
(압연)	제조된 전극을 압착시켜 전극 두께 감소, 에너지 밀도 및 결착력을 증가시키는 공정

Slitting
(절단)	전극의 폭을 제품 기준에 맞게 절단하는 공정

Assembly Line
(조립공정)	Vacuum Dry
(진공건조)	진공오븐에서 절단된 전극을 건조하여 수분을 제거시키는 공정

Tab Welding
(단자용접)	양극 및 음극에 외부와 전류통로가 되는 탭(tab)을 부착하는 공정

Winding
(권취)	분리막을 사이에 두고 양극 및 음극을 나선형으로 감아서 원통형 형태의 일체형 셀을 제조하는 공정

Assembly
(조립)	제조된 셀을 캔에 삽입하고, 단자용접과 전해액 주액 등을 거쳐서 캡을 닫고 밀봉하는 공정

Formation Line
(화성공정)	Aging1
(숙성)	전해액이 전극내에 충분히 함침이 되도록 적절한 온도에서 보관하여 숙성하는 공정

Pre-formation
(활성화)	전지에 전류를 인가해서 활성화시키는 공정

Aging2
(숙성)	전지내의 미세한 단락 등 불량을 선별하기 위해서 일정기간보관하면서 전압변화를 측정하여 불량을 선별하는 공정

Grading
(등급)	전지의 용량을 측정하여 구간별로 성능의 등급을 지정해서 분류하는 공정

출처: 당사 제시

전지를 생산하기 위해 필요한 각 장비를 제조하는 당사의 협력업체들은 아래와 같습니다.

[전극공정 장비 및 협력업체]

분류	공정	장비	협력업체

Electrode
Line
(전극공정)	믹싱
(Mixing)	Powder feeding units,
Planetary Despa (PD) mixer,
High Disper (HD) mixer,
Binder solution mixer,
Storage tanks
Auto line control systems	T사(코스닥)

코팅
(Coating)	Comma coater,
Comma reverse coater,
Slot die coater,
Gravure coater,
Hybrid coater,
Density inspection in line	P사(코스닥), K사

압연
(Calendering)	Roll presser,
Heated roll presser,
Induction heat annealing,
Thickness measurement in line	P사(코스닥), K사

절단
(Slitting)	Multi lane slitter,
Surface defect inspection/labeling in line	P사(코스닥), R사

자동물류
(Logistics)	Auto electrode transportation AGV and rack systems	C사(코스닥)

출처: 당사 제시

[원통형전지 조립공정 장비 및 협력업체]

분류	공정	장비	협력업체

Assembly
(조립공정)	Vacuum Dry
(진공건조)	Vacuum drying oven	B사

Tab Welding
(단자용접)	Ultrasonic tab welder,
Laser tab welder,
Reel to reel tab welder	R사, P사

Winding
(권취)	Semiauto reel to reel winder,
Automatic winder	R사, K사

Assembly
(조립)	Electric resistance welding (ERW) and swaging machine
Can beading machine,
Pallet type EL filling machine,
Chamber type EL filling machine
Laser welder,
Ultrasonic welder
Crimping and sizing machine
Cell washing and tubing machine	R사, P사

출처: 당사 제시[화성공정 장비 및 협력업체]

분류	공정	장비	협력업체

Formation
(화성공정)	Aging
(숙성)	Pre-formation system (with degassing)
Rack system
Charge/Discharge system
Rank sorting machine
ACR, DCR, OCV measuring system
Auto crane system	W사(코스닥),
K사

Pre-formation
(활성화)

Aging2
(숙성)

Grading
(등급)

출처: 당사 제시(나) 파우치전지 제조라인

파우치전지는 Al-Laminate 필름(알루미늄 호일을 중간층으로 하고 바깥쪽에 나일론 안쪽에 폴리프로필렌 필름을 접착시킨 특수 포장재)을 외장재로 사용하는 전지로 LG에너지솔루션, SK온 등이 자동차용 전지로 양산하고 있습니다. 그리고 전고체 전지나 제품 개발용 파일럿 라인으로 많이 사용되는 기종입니다. 전극 제조라인 및 화성공정은 원통형전지와 유사하나 조립공정은 아래 도식화한 것과 같이 공정 방식이 다르게 적용되고 있습니다.

[파우치전지 조립 및 화성공정]

출처: 당사 제시[파우치전지 공정설명]

구분	설명

Assembly Line
(조립공정)	Notching
(절단)	전극에서 탭 부위의 여분의 호일 부분을 절단하고 전지의 사이즈에 맞게 전극을 절단하는 공정

Vacuum Drying
(진공건조)	진공오븐에서 절단된 전극을 건조하여 수분을 제거시키는 공정

Stacking
(적층)	절단된 양극과 음극을 분리막을 사이에 두고 순차적으로 설계된 수량만큼 쌓아 주는 공정

Tab Welding
(단자용접)	양극 및 음극에 외부와 전류 통로가 되는 탭(tab)을 부착하는 공정

X-ray Inspection
(X선 검사)	투과 가능한 X선으로 적층된 양극과 음극의 배열이 적절한지 검사하는 공정

Packaging
in Pouch
(파우치 조립)	제조된 셀을 형상화된 파우치에 삽입하고, 전해액 주액 등을 거쳐서 파우치를 열융착하여 밀봉하는 공정

주) 전극공정 및 화성공정은 원통형전지와 동일합니다.
출처: 당사 제시

[파우치전지 조립공정 장비 및 협력업체]

공정	세부공정	장비	협력업체

Assembly (조립공정)	Notching
(절단)	Notching machine	R사, Y사

Vacuum Drying
(진공건조)	Vacuum drying oven	B사

Stacking
(적층)	Zigzag stacking machine	I사(코스닥)

Tab Welding
(단자용접)	Ultrasonic tab welding machine,
Laser tab welding machine,
Hybrid tab welder	R사, M사(코스닥)

X-ray Inspection
(X선 검사)	X-ray inspection machine	I사(코스닥)

Packaging
in Pouch
(파우치 조립)	Pouch cup forming machine
Tab side sealing machine,
Side sealing machine,
EL filling machine Ultrasonic welder
Degassing, rolling and sealing machine	R사, M사(코스닥)

주) 전극공정 및 화성공정은 원통형전지와 동일합니다.
출처: 당사 제시

(다) 각형전지 제조라인

각형전지는 알루미늄 재질의 사각형으로 된 캔을 전지의 외장재로 사용하는 기종입니다. 국내에는 대표적으로 삼성SDI가 자동차용 이차전지로 생산하고 있습니다. 파우치전지에 비해서 공정이 까다롭고 장비가격이 높은 단점은 있으나, 전지의 내구성이 우수해서 유럽의 자동차 업체들이 선호하는 기종입니다. 전극공정 및 화성공정은 다른 전지 기종과 유사하고 조립 공정은 아래 도식화한 것과 같이 차이가 존재합니다.

[각형전지 조립 및 화성 공정]

출처: 당사 제시[각형전지 공정설명]

구분	설명

Assembly Line
(조립공정)	Notching
(절단)	전극에서 탭 부위의 여분의 호일 부분을 절단하고 전지의 사이즈에 맞게 전극을 절단하는 공정

Vacuum Drying
(진공건조)	진공오븐에서 절단된 전극을 건조하여 수분을 제거시키는 공정

Stacking
(적층)	절단된 양극과 음극을 분리막을 사이에 두고 순차적으로 설계된 수량만큼 쌓아 주는 공정

Heat Press
(열간압착)	제조된 젤리롤(J/R: 양극, 음극, 분리막이 적층된 형태)을 고온에서 압착시켜서 전극 계면간에 균일성을 부여하기 위한 공정

Tab Pre-welding
(탭 가용접)	여러 층으로 구성된 양극의 알루미늄 호일과 음극의 구리 호일의 노칭된 부위를 서로 초음파로 용접하여 일체형으로 접합시키는 공정

J/R Stack + Terminal Insert
(잴리롤 삽입)	젤리롤을 디귿자 형태의 단자(Terminal) 사이로 삽입하는 공정

Side Taping 1
(테이프 고정1)	금속으로 된 단자의 옆면을 테이프로 감싸서 고정시키는 공정

Side Insulation A+B Assembly
(절연부 고정)	J/R을 고정하고 캔과의 전기적 절연을 하기 위해 절연 부품을 고정시키는 공정

Side Taping 2
(테이프 고정2)	절연 부품을 단단히 고정시키기 위해서 테이핑 하는 공정

Mylar Assembly
(절연필름 랩핑)	전지를 금속 외장캔과 전기적으로 절연시키기 위해서 Mylar 필름을 전지 외곽에 감싸는 공정

Cell Insert into Can
(전지 삽입)	전지 몸체를 외장캔에 삽입하는 공정

Can/Cap Laser Welding
(레이저 용접)	외장캔에 단자가 부착된 두껑(cap)을 부착시켜 레이저로 전체적으로 실링하는 공정

Electrolyte Filling
(주액)	주액구인 작은 구멍을 통해서 전지 내부에 전해액을 진공가압 방식으로 주액하는 공정

Pinhole Sealing
(봉구)	주액구에 작은 쇠구슬을 막고 레이저로 실링하는 공정

주) 전극공정 및 화성공정은 원통형전지와 동일합니다.
출처: 당사 제시

[각형전지 조립공정 장비 및 협력업체]

분류	공정	장비	협력업체

Assembly
(조립공정)	Notching
(절단)	Notching machine	R사,
Y사(코스닥)

Vacuum Drying
(진공건조)	Vacuum drying oven	B사

Stacking(적층)	Zigzag stacking machine	I사(코스닥)

Heat Press(열간압착)	Heating pressing machine	SM사, SN사

Tab Pre-welding
(탭 가용접)	Ultrasonic tab welding machine

J/R Stack + Terminal Insert
(잴리롤 삽입)	J/R stack terminal inserting machine

Side Taping 1
(테이프 고정1)	Side taping machine 1

Side Insulation A+B Assembly
(절연부 고정)	Side insulation AB assembly machine

Side Taping 2
(테이프 고정2)	Side taping machine 2

Mylar Assembly
(절연필름 랩핑)	Mylar film assembly machine

Cell Insert into Can
(전지 삽입)	Cell inserting machine

Can/Cap Laser Welding
(레이저 용접)	Can Cap laser welding machine

Electrolyte Filling(주액)	Electrolyte filling machine

Pinhole Sealing(봉구)	Pinhole laser sealing machine

주) 전극공정 및 화성공정은 원통형전지와 동일합니다.
출처: 당사 제시

당사는 원통형전지, 파우치전지 및 각형전지를 제조하기 위한 파일럿라인과 생산라인을 국내의 장비 협력업체들과 컨소시엄을 구성하고 해외 고객들로부터 일괄 생산라인을 수주하여, 라인을 설계하고 공정장비를 협력업체들을 통해서 제작하여 설치 및 시운전하는 서비스인 시스템 엔지니어링 사업을 전개하고 있습니다.

(2) 전극소재 사업(가) 전극소재 사업 개요

시스템 엔지니어링 사업으로 안정적인 수익을 창출하면서, 소재 제조 기업으로의 도약을 위해서 당사는 수년전부터 전극소재 제조와 판매 사업을 진행해 오고 있습니다.

이차전지를 제조하는 공정 중 첫번째 공정인 전극공정을 통하여 생산된 전극소재는 이차전지 성능과 전체 생산 수율을 결정하는 가장 중요한 공정입니다. 다년간 이차전지 생산 경험을 축적하고 있는 당사가 제조하여 판매하기에 가장 적합한 사업입니다. 현재 판매되는 전극소재는 이미 상용화된 양극재, 음극재, 바인더, 도전제 등을 구매하여 당사의 기술력(배합비, 공정기술)을 활용하여 제조 후에 판매하고 있습니다. 향후에는 당사에서 개발한 양극재를 활용하여 고성능 전극을 제조하여 판매함으로써 전극 및 양극재 사업의 부가가치를 극대화할 계획입니다.

전극소재의 제조공정은 아래에 도식화한 것과 같이 믹싱, 코팅, 압연, 슬리팅 등 4가지 공정으로 구성됩니다.

[전극 제조 공정]

출처: 당사 제시

[믹싱, Mixing] 원자재인 활물질(양극재 또는 음극재), 탄소로 이루어진 도전제, 고분자로 이루어진 바인더 등을 유기용제(NMP) 내에서 균일하게 혼합 및 분산시켜서 액상의 혼합물(슬러리)을 제조하는 공정.

[코팅, Coating] 슬러리를 연속적으로 공급하여 알루미늄호일(양극) 또는 구리호일(음극) 위에 얇고 균일하게 도포하고, 고온건조기를 통과시켜서 유기용제를 증발시켜 제거하는 롤투롤 공정.

[압연, Roll Press] 고압의 회전하는 상하롤에 코팅된 전극을 통과시키면서 압축해 주는 롤투롤 공정.

[슬리팅, Slitting] 폭이 넓은 전극을 일정한 폭으로 연속적으로 절단하는 롤투롤 공정.

일반적으로 규모가 큰 이차전지 제조업체들은 자체적으로 전극생산 공정을 갖추고 개발 및 생산을 하고 있습니다. 그러나 일부 소량 생산하는 기종에 대해서는 전극을 외주가공(파운드리)하는 업체들이 늘어가고 있으며 미국이나 유럽 등 신규 이차전지 기업들은 전극을 구입해서 이차전지를 제조하는 추세로 전극소재에 대한 시장 요구가 확대되고 있습니다.

(나) 당사의 전극소재 사업 현황

당사는 과거 이차전지를 직접 생산하여 판매한 사업 경험이 존재하기 때문에 축적된 전극 제조 기술을 보유하고 있습니다. 그리고 수년전부터 해외 이차전지 제조기업들에게 외주 가공을 통해 소규모로 전극을 생산하여 공급해오고 있습니다.

[전극소재 판매 실적]
(단위: 천원)

사업연도	매출처	금액	비중	내용

2020년 (제9기)	T사.	318,884	63.56%	양극 및 음극

S사	134,442	26.80%	양극

E사	34,413	6.86%	양극

기타	13,966	1.09%	-

소계	-	501,705	100.00%	-

2021년 (제10기)	C사	514,385	61.48%	양극 및 음극

S사.	105,789	12.64%	양극

E사	89,816	10.74%	양극

L사	48,805	5.83%	양극

기타	77,823	9.30%	-

소계	-	836,618	100.00%	-

2022년(제11기)	F사	658,562	25.78%	양극 및 음극

S사	554,052	21.69%	양극

L사	379,800	14.87%	양극

C사	285,105	11.16%	양극 및 음극

기타	677,258	26.51%	-

소계	-	2,554,777	100.00%	-

출처: 당사 제시

최근 당사의 기존 고객들로부터 전극에 대한 주문량이 늘고 있으며 향후 당사는 본격적으로 전극소재 제조 사업을 확대할 예정입니다.

(다) 전극소재 제조공장 건설 현황 및 사업화 전략

본격적인 전극소재 제조사업을 위해 당사는 2021년 5월부터 시작하여 아산 제2공장을 2022년 4월에 완공하였으며, 2022년 12월 기준으로 약 106억원 투자금 소요되었습니다.

[아산 제2공장 전경]

[전극 제조라인 레이아웃]

[아산 제2공장 개요]

항 목	내 역	비 고

공 장 면 적	2,640㎡	양극 및 음극

제조라인 공정장비투자금액	6,547,515(천원)	믹서, 코터 등

드라이룸 투자금액	2,538,000(천원)	클린룸 등

공장 시설 투자금액	1,582,265(천원)	-

투자금액 합계	10,667,780(천원)	-

생산 능력	생산량: 2,128,320㎡/년	-

매출액:63,849,600 (천원/년)	30,000원/㎡

주) 매출액의 경우 생산능력에 ㎡ 당 30,000원을 가정하여 산출하였습니다.
출처: 당사 제시(2022년 12월 31일 기준)

이차전지 소재 생산은 사업 특성상 고객사에서 대량 주문을 하기 전에 제품에 대한 테스트를 진행해야 하기 때문에 선제적으로 투자하여 생산라인을 먼저 구축해야 합니다. 당사는 시스템 엔지니어링 사업을 통해 다양한 이차전지 고객사와 꾸준히 네트워크를 형성하고 거래의 신뢰를 확보하고 있습니다. 위 표에서 열거된 기존 고객들에게는 당사의 파일럿라인에서 생산된 전극소재를 매년 15억원~20억원 정도의 규모를 공급하고 있습니다. 기존 고객들의 추가 예상 주문이 증가하고 있고, 잠재 고객사의 기술진도 당사의 아산 제2공장(전극공장)을 방문하여 전극 공급에 대한 논의를 진행하였습니다.

당사는 향후 고밀도 전극과 인산철 전극 등의 개발을 진행하여 고부가가치 전극소재를 개발 및 생산하여 수익을 창출해 나갈 계획입니다. 또한 당사의 신규사업으로 진행 중인 양극재 개발이 완료되면 자체적으로 생산한 양극재를 전극소재로 가공하여 판매함으로써 부가가치를 극대화할 예정입니다.

다. 주요 제품 등의 가격변동추이당사의 시스템 엔지니어링 사업은 각 프로젝트별로 제조라인의 규모나 구성 등이 다른 수주 산업입니다. 따라서 각 제품별 가격 변동이나 프로젝트별 가격 변동 추이를 설명하기는 어렵습니다. 특히 고객사에 제공하는 공정장비의 제작비용 또한 요구하는 설비규모 및 구조 등에 차이가 존재할 수 있기 때문에 변동폭이 존재합니다. 전체적인 공정장비 가격은 과거 COVID-19 팬데믹으로 인해 2년간 약 20% 정도 가격이 상승하였으며, 이는 장비에 사용되는 모터류, 전장품, 인건비 상승 등에 기인합니다. 고객의 입장에서는 제조라인은 일시적인 시설투자에 해당되므로 가격 상승폭은 수용할 수 있는 수준입니다.

전극소재의 경우 원재료인 양극재, 음극재, 도전제, 바인더 등에 따라서 가격이 연동되며, 이차전지 분야에서 새로운 소재 사업으로 가격 변동추이에 대한 데이터가 존재하지 않습니다. 당사의 경우에도 양산 진행 전으로 의미있는 데이터가 존재하지 않으나, 과거 3개년 각 사업연도별 평균판매단가는 아래와 같습니다.

(단위: 원)

사업연도	2022연도
(11기)	2021연도
(제10기)	2020연도
(제9기)

전극
(㎡)	내 수	23,000	70,875	5,505

수 출	63,317	39,717	28,718

(USD 30.52)(EUR 48.75)	(USD 65.6)
(EUR 25.2)	(USD 25.3)
(EUR 35.2)

출처: 당사 제시