더블유씨피 분기보고서 (2023.03)
1. 사업의 개요

이차전지용 분리막의 정식 명칭은 리튬이온전지배터리 분리막 (LiBS: Lithium-ion Battery Separator) 입니다. LiBS는 양극재, 음극재, 전해질과 함께 이차전지인 리튬이온배터리를 구성하는 4대 핵심 소재입니다. LiBS는 절연 소재로 이루어진 얇은 막으로 양극과 음극을 격리하여 전기적 단락을 방지하면서 내부의 미세기공을 통하여 리튬이온의 이동성을 확보하는 역할을 할 수 있도록 하는 것이 LiBS의 핵심 기술입니다.

분리막은 전자가 전해액을 통해 직접 흐르지 않도록 하고, 내부의 수십 나노미터(㎚) 크기의 미세한 구멍을 통해 원하는 이온만 이동 가능하도록 합니다. 이 때문에 분리막은 물리적인 조건과 전기 화학적인 조건을 모두 충족시킬 수 있어야 합니다.

출처 : 삼성SDI(2018)

일반적으로 분리막은 원단 사업과 코팅 사업으로 구분됩니다. 원단 사업 내 생산 공정 방식은 건식분리막 (dry separator)과 습식분리막 (wet separator)으로 나누어 지는데 건식 제조는 단순히 기계적인 힘으로 필름 원단을 당겨 기공을 만드는 방식이고, 습식 제조는 필름에 여러 참가제를 추가해 화학적인 방식으로 기공을 만드는 방식입니다. 건식 제조의 경우, 제조공정은 간단하지만 기공 사이즈가 불균일하고 습식에 비해 기계적 강도도 약합니다. 반면 습식 제조의 경우는 제조공정이 복잡해 비용이 많이 들지만 균일하게 기공의 사이즈를 만들 수 있다는 장점과 더불어 박막화 분리막 제품 생산이 용이한 공정 방법입니다. 또한, 습식분리막이 건식 분리막대비 더 얇은 두께로 만드는 박막화에 유리하기 때문인데, 분리막이 얇을수록 배터리의 단위 부피당 더 많은 양극 · 음극 활물질을 충전할 수 있어 에너지 밀도가 상승하고 주행거리가 늘어날 수 있게 하는 핵심 소재입니다.

[건식 분리막과 습식 분리막 비교]

건식 분리막	습식 분리막

두께	>12㎛(불안정)	5~10㎛(안정적)

투과성	40~60%(불안정)	30~40%(안정적)

조리개	0.01~0.1㎛(불안정)	0.1~0.3㎛(안정적)

내열성	높은 내열성	낮은 내열성

원자재	폴리에틸렌(PE), 폴리프로필렌(PP)	폴리에틸렌(PE)

원가	비교적 낮음	비교적 높음

출처: JPMorgan Chase

코팅 분리막은 기존 분리막의 고온 변형 문제를 해결하기 위해 분리막 표면에 코팅층을 형성시켜 내열성이 강화된 분리막으로 최근 수요가 크게 늘고 있습니다. 코팅분리막은 습식 공정만을 통해 제조 가능하며, 기존 습식분리막 필름에 세라믹 베이스, 이소불화비닐, 아라미드 등의 다양한 접착제를 코팅하는 과정을 거쳐 생산됩니다.

현재 상용화된 분리막으로는 폴리에틸렌(PE), 폴리프로필렌(PP)와 같은 합성수지가 있으며, 주로 30~60%의 다공도와 4~25㎛ 두께의 소재가 사용됩니다. 이와 같은 합성수지를 물리적으로 늘리는 연신 공정을 통해 이온이 통과할 수 있는 미세기공을 형성합니다.

출처: Source: SNE Research 2021> 리튬이차전지 분리막 기술동향 및 시장전망 (~2030)

최근 글로벌 분리막 수요 추이를 보면 습식 분리막의 비중이 지속적으로 증가하고 있습니다. 2022년 글로벌 분리막 시장은 2020년 기준 45억㎡ 가량 수요가 발생하였고 금액 규모로 36억 달러 수준의 시장 규모가 형성되었습니다. 향후 지속적인 분리막 시장 성장에 따라 2030년 기준 379억㎡ 수요가 발생할 것으로 전망되며 이를 금액 기준으로 환산하면 연간 219억 달러 규모의 큰 시장으로 성장할 것으로 보입니다.

분리막은 전기차용 2차전지 소재 원가 비중의 약 16%를 차지하고 있으며 셀 전체 원가의 약 10%를 차지하고 있습니다.

한편 현재 리튬이온 전지는 전해질이 액체로 되어 있어 안전성 및 용량 개선에 한계가 있습니다. 이에 차세대 전지라 불리는 전고체전지에 대한 개발이 활발히 이루어지고 있습니다. 전고체전지는 전해질이 고체로 되어 있어 안전성이 높아 동일 부피 당 많은 전지 사용으로 용량 개선이 가능하다는 장점이 있습니다. 그러나, 고체 전해질의 이온전도도가 액체 전해질에 비해 낮고, 충전과 방전 시 리튬 금속 표면에 결정체가 쌓여 효율 저하 및 수명 단축 문제가 있습니다. 따라서, 전고체전지가 상용화되기까지는 상당 기간이 필요할 것이며, 상용화 되더라도 액체 전해질 전지를 완전하게 대체할 수 없다는 게 시장의 지배적인 의견입니다.

출처: Source: SNE Research 2021> 리튬이차전지 분리막 기술동향 및 시장전망 (~2030)

글로벌 이차전지 시장은 전기차용 배터리를 중심으로 2030년까지 고성장이 예상됩니다. 2023년 전기차용 이차전지 수요는 687GWh로 전망되는 가운데 2035년에는 5,300GWh규모로 형성될 것으로 전망되어 약 7배 이상 성장할 것으로 예상됩니다. 이를 금액으로 환산하면 2023년은 약 160조 원 규모로 추정되며 2035년에는 약 815조 원으로 추산되어 5배 이상 성장할 것으로 전망하고 있습니다. 이와 같이 글로벌 전기차용 이차전지 수요가 늘어나면서 고품질의 분리막 수요 또한 동반 증가할 것으로 기대하고 있습니다.

최근 전 세계적인 트렌드로 환경에 대한 규제가 지속적으로 강화되고 있습니다. 유럽의 경우 유럽 배출가스 기준 (European Emission Standards)에 의거하여 자동차의 배기가스 배출을 줄이기 위해 유럽 연합에서 시행하고 있는 규제 기준으로 현재는 EUR6규제가 적용되고 있습니다. 유럽 연합은 배기가스 배출 제한 정책을 통해 신차의 CO2발생량을 제한하고 있으며, 최근 CO2 배출량 기준치 및 벌금 규모를 모두 강화하면서 완성차 제조사들에게 전기차 생산에 대한 압박을 높이고 있습니다. EU의회에서는 2035년부터 내연기관 차량 판매를 금지하는 법안을 통과시켰습니다. 유럽 최대 자동차 기업 폭스바겐은 2033년부터 유럽 공장에서 전기차만 생산할 계획을 발표한 바 있습니다.

유럽연합은 최근 CBAM (Carbon Border Adjustment Mechanism)을 최종 승인했는데 CBAM은 역내로 제품 수입 시 생산 과정에서 배출된 탄소량에 따라 인증서를 구매, 제출하는 제도로 탄소 누출을 막고 2050년 그린딜 달성을 위해 유럽 연합이 마련한 Fit For 55 정책 (2030년까지 1990년대비 탄소 배출량을 55% 감축하기 위해 총 13개 법안으로 구성) 패키지의 핵심 법안입니다. 따라서, 유럽 연합의 친환경 정책은 지속될 것이고 더욱 강화될 가능성이 크다고 전망합니다.

유럽 연합 외에도 영국은 2030년, 캐나다는 2040년부터 내연기관차 판매를 금지할 계획이고 이스라엘과 싱가포르는 2030년부터 내연기관 신차 판매 금지를 발표하였습니다. 유럽 연합 회원국인 노르웨이는 전체 유럽 연합이 정한 시한보다 10년이나 빠른 2025년부터 내연기관차 판매 금지를 발표하였습니다.

미국은 ZEV (Zero Emission Vehicle), 평균 연비 규제 등 정책을 통해 환경에 대한 규제를 하고 있습니다. 과거 트럼프 정부 시절 연비 규제가 완화되었으나, 파리기후 협약 재가입과 친환경 정책을 공약으로 내세운 바이든 정부의 출범으로 연비 규제 재 강화 기류를 보이고 있어서 전기차의 시대를 앞당기고 있습니다. 최근 발표된 Inflation Reduction Act (IRA) 법안은 자동차 제조업체들이 더 많은 전기차를 생산하도록 유도하는 규제이며 연간 자동차 제조업체가 판매한 자동차가 주행할 때 내뿜는 이산화탄소 등의 평균 배출량을 측정해 자동차 제조업체가 평균 배출량을 일정 수준 넘으면 막대한 과징금을 물리겠다는 정책입니다. 미국 정부는 미국 내 전기차 및 배터리 생산을 촉진하는 각종 제도가 보안되었으며 미국 연방 정부 차원에서 2027년까지 승용차 구입의 100%를 ZEV 차량으로 대체하고 2035년까지는 중대형 차량도 모두 ZEV로 구입해야 한다고 IRA 법안에 명시되어 있습니다. 바이든 정부는 2032년까지 미국 내 신차 판매의 67%를 전기차로 채운다는 목표 아래 전기차 보급 확산에 적극적인 정책을 펼치고 있습니다. 또한, 미국 환경보호청 (EPA)는 배터리 최소 성능 기능 도입과 오염물질 배출량 감소 등의 내용이 담긴 탄소배출 감축 규정을 발표했습니다. 이 규제에 따라 2027년 생산된 자동차부터 1마일 (1.6km) 주행당 이산화탄소, 질소산화물, 미세먼지 평균 배출량을 2032년까지 연 평균 13%를 감축하지 못하면 막대한 과징금을 물어야 합니다.

중국은 완성차 생산 기업의 총 평균연비와 친환경 차량 생산 현황을 검토하여 기업에 점수를 부여하는 '솽지펀제도' 도입을 통해 전기차 등 친환경 차량 생산 확대를 장려하고 있습니다. 중국 정부는 2020년 10월 '신에너지자동차로드맵 2.0'을 통해 2025년까지 전기차 비중을 25%까지 확대하고, 2035년 이후 하이브리드를 제외한 내연기관차 판매 금지를 선언하였으며 신차의 50%를 전기차로 전환하기로 발표했습니다. 2022년말 기준 중국자동차공업협회에 따르면 중국 내 전기차 판매 대수가 689만대를 기록해 신차 중 전기차 판매 비중은 25.6%를 기록하면서 중국 정부가 제정한 2025년 전기차 판매 비중 20%를 3년 조기 달성하여 2035년까지의 신차 판매 절반을 전기차 전환이 실제적으로 실현 달성 가능할 것으로 전망하고 있습니다.

전 세계적인 환경 이슈로 전기차 생산이 증가하는 만큼 이차전지와 이차전지 소재에 대한 수요는 급증하고 있으나, 공급의 증가 속도는 이에 미치지 못하고 있습니다. 따라서 이차전지 제조사들의 공격적인 증설이 이어질 것으로 전망됩니다. 또한, 배터리 제조사는 대규모 증설로 규모의 경제를 통한 생산 단가 하락을 도모할 수 있습니다. 실제 배터리 제조사들은 주요 수요처인 미국·유럽·중국을 중심으로 활발한 증설 투자를 진행하고 있습니다.

이차전지 수요가 증가하면서 이차전지 핵심 소재 수요 역시 증가하고 있습니다. 이 중 분리막 수요는 2020년 45억㎡ 규모 (금액 36억 달러 수준)에서 2030년 379억㎡ 규모 (금액 219억 달러)로 큰 시장으로 성장할 것으로 전망되고 있습니다. 특히 습식 분리막이 더욱 가파른 성장을 보일 것으로 예상됩니다.

이차전지 분리막 사업은 대규모 자본투자 및 ㎛(마이크로미터) 단위로 미세 조정이 가능한 수준의 높은 공정 기술이 요구됩니다. 양극제나 전해질 등 다른 이차전지 소재는 비교적 대규모 설비를 필요로 하지 않기 때문에 화학 기업들이 쉽게 진입할 수 있는 반면, 분리막 산업은 고도의 기술력은 물론, 대규모 시설투자가 필수적으로 동반되기 때문에 전 세계적으로 소수의 기업만이 이차전지 분리막 사업을 영위하고 있습니다.

당사는 2016년 10월 W-SCOPE Corporation의 100% 자회사로 설립되었습니다. W-SCOPE Corporation은 도쿄증시에 상장된 지주사로서 자금조달을 위해 설립한 일본 법인이고, 당사의 생산 라인과 R 센터 등 생산 및 기술기반은 모두 국내에 소재하고 있습니다. 충북 청주에 소재한 계열사인 더블유스코프코리아㈜는 IT용 소형 분리막을 위주로 생산하고 있으며, 당사는 전기차용 분리막을 생산하고 있습니다. 당사는 2017년 3월 충주 공장에 1, 2 Line을 착공했고, 2019년 2월부터 분리막 양산을 시작했습니다. 전방산업의 급성장에 동반하여, 당사 또한 단기간에 빠르게 성장했고, 이에 설비투자도 꾸준히 확대하여 2021년 10월 5,6 Line까지 가동 중에 있으며 2023년에 7, 8라인을 추가로 완공하여 2024년부터 대량 생산을 시작을 할 예정입니다.

당사는 습식 분리막 및 코팅 분리막 생산에 대하여 높은 기술력 및 안정성을 가지고 있습니다. 당사는 수 년 전부터 세계 최대 5.5m폭 제조 설비의 생산 기술을 확보하여 경쟁사 (2.5m~4.5m) 대비 단위 시간당 생산량이 가장 높습니다. 연신을 위한 Loss 부분을 잘라내는 Trimming 비율이 낮아 경쟁사 (동시 연신 방식) 대비 유효 면적이 월등한 기술력도 보유하고 있습니다. 당사 분리막은 그 품질을 인정받아, 국내 Top-tier 배터리 제조사에 이차전지 분리막을 공급하고 있습니다.