[염블리와 함께배우기] 2차전지 Part7 : 도전재의 역할과 구성

이 영상은 2차전지 분야에서 도전재의 중요성과 그 제조 과정을 심도 있게 다룹니다. 도전재인 CNT(탄소 나노튜브)의 특징과 효과를 설명하며, 이를 통해 배터리의 성능 향상과 가격 절감을 이룰 수 있음을 강조합니다. 특히, 도전재 및 양극재의 제조 과정이 상세히 설명되어 투자자들이 시장의 변화를 이해하고 대비할 수 있도록 돕습니다. CNT와 카본 블랙의 비교를 통해 각기 다른 도전재의 장점을 분석하며, 미래 전망에 대한 통찰력도 제공합니다. 이 수업은 결국 투자에 있어 전문 지식을 갖출 수 있는 기회를 제공합니다.

[함께배우기] 41일차, 2차전지 Part7. CNT도전재(제이오, 나노신소재)

1. ⚡ 2차전지에서 도전재의 역할과 구성

도전재는 전자 이동의 통로로, 양극재와 같은 2차전지의 구성 요소이다.

양극재는 니켈, 코발트, 리튬 망간 등을 섞어 만드는 동그란 형태의 물질이다.

양극재는 알루미늄 박 위에 얇게 펴서 바르며, 식빵에 버터나 잼을 바르는 것과 비슷한 방식이다.

음극재는 음극 활성 물질이 흑연과 실리콘으로 되어 있으며, 동박 위에 얇게 펴서 바른다.

바인더는 접착제를 역할하며, 도전재와 함께 양극재에 포함되어 전자의 이동을 돕는다.

2. ⚡ CNT 도전재의 중요성과 특징

도전제는 카본 블랙과 CNT(탄소 나노튜브) 두 가지로 나뉘며, 이들은 전자 이동을 촉진시키는 역할을 한다.

CNT는 전자 이동 속도가 카본 블랙보다 빨라, 이를 사용하면 도전제 사용량을 20% 줄일 수 있으며, 양극재를 더 많이 사용할 수 있는 장점이 있다.

CNT는 전기 전도도가 구리의 1,000배, 열 전도도는 다이아몬드의 2배, 인장 강도는 강철의 100배로 뛰어난 성능을 자랑한다.

CNT는 실리콘 음극재의 부풀어 오르는 현상을 억제하고, 전자 이동도를 높여 배터리 성능을 개선하는 데 역할을 한다.

CNT 도전재는 앞으로의 배터리 산업에서 필수적인 요소이며, 특히 실리콘 음극재와의 궁합이 좋다.

3. ⚡ CNT 도전제의 장점과 제조 방법

CNT 도전제는 카본 블랙보다 적은 양으로 사용되며, 이로 인해 활물질이 증가하여 배터리 용량을 향상시킨다.

CNT는 가루 형태로 되어 있으며, 이를 사용할 때는 점성을 부여하기 위해 용액으로 분산해야 한다.

계면활성제를 사용하여 CNT를 액체에 잘 분산시키면 점성과 물성이 좋은 도전제 제조가 가능하다.

CNT 도전제는 멀티 월드 카본 나노튜브(MWCNT)와 싱글 월드 카본 나노튜브(SWCNT)로 나눌 수 있으며, SWCNT가 성능과 가격 면에서 우수하다.

카본 블랙은 대중적이나, 국내에서는 생산되지 않으며 대부분 수입으로 이루어지고, 성능 개선에 한계가 있다.

4. 🔋 CNT 도전재의 중요성과 밸류체인

분말을 생산하는 회사가 있으며, 이들은 파우더를 가공하는 다양한 업체들과 협력하고 있다.

나노신소재는 SWCNT 도전제의 분산액을 세계에서 유일하게 만드는 업체로 알려져 있다.

실리콘 음극재는 용량과 주행거리를 늘리고 충전 속도를 개선하는데 기여하며, 사용 시 성능이 향상된다.

음극재의 비중이 줄고 양극재의 비중이 올라가는 변화가 배터리 성능에 긍정적인 영향을 미친다.

도전제의 밸류체인은 분말 생산, 용매 분산, 최종 코팅 단계로 이어지며, 다양한 기업들에 납품된다.

5. 📈 도전제 시장의 성장과 주요 기업

도전제 시장 규모는 현재 5,000톤에서 2030년에는 7만 톤으로 증가할 것으로 예상되며, 이는 빠른 성장세를 나타낸다.

제이오는 탄소나노튜브(CNT) 도전제를 생산하며, 주요 고객으로는 SK 온바이, 노스볼트, CATL 등이 있다.

제이오는 SWCNT와 MWCNT를 포함해 다양한 도전제를 제조하고 있으며, TWCNT는 차세대 양극재 용도로 사용되고 있다.

탄소나노소재를 생산하는 나노신소재는 음극재 시장에서 독점적인 지위를 차지하고 있으며, 이로 인해 기업의 가치가 상승하고 있다.

나노신소재의 생산 능력은 현재 5,000톤에서 2025년까지 49,000톤으로 증가할 것으로 보이며, 이는 기업의 성장을 예고한다.