담배포장지·참치캔 만들던 회사 대변신…이차전지 뜨자 날개단 '알루미늄박'[배터리완전정복](26)

편집자주지금은 배터리 시대입니다. 휴대폰·노트북·전기자동차 등 거의 모든 곳에 배터리가 있습니다. [배터리 완전정복]은 배터리에 대해 알고 싶어하는 일반 독자, 학생, 배터리 산업과 관련 기업에 관심을 가진 투자자들에게 배터리의 기본과 생태계, 기업 정보, 산업 흐름과 전망을 알기 쉽게 전달하기 위해 만든 코너입니다. 매주 토요일에 여러분을 찾아갑니다.

롯데알미늄은 지난 2월 23일 정기 주주총회에서 특정 사업 분야를 물적 분할하는 내용의 '물적분할 계획서 승인의 건'을 통과시켰다. 롯데알미늄은 오는 4월1일 물적분할을 통해 롯데알미늄비엠과 롯데알미늄피엠을 신설할 계획이다.

롯데알미늄비엠은 양극박 및 일반박 사업 부문을, 롯데알미늄피엠은 캔, 연포장, 골판지, 생활용품, 페트병 등의 사업 부문을 관할한다.

호텔롯데의 자회사인 롯데알미늄은 원래 과자 포장용지나 음료 캔을 주로 생산하던 기업이었다. 그런데 이차전지 시장이 급성장하자 양극박 사업이 새로운 성장 산업으로 발돋움했다. 롯데알미늄은 물적 분할을 통해 이차전지 양극박 사업을 보다 공격적으로 진행할 것으로 보인다. 업계에서는 롯데알미늄이 물적분할 후 기업공개(IPO)를 추진할 것으로 예상하고 있다.

팔방미인 알루미늄, 양극박에 딱

양극박은 아차전지 양극에서 집전체 역할을 하는 얇은 금속 호일을 말한다. 집전체는 양극과 음극의 지지대 역할을 해주는 동시에 전자가 원활하게 이동할 수 있도록 돕는다. 리튬이온 배터리에서 음극 집전체로는 구리를, 양극 집전체로는 알루미늄을 주로 사용한다. <집전체에 대해서는 배터리완전정복 24편 참조>

집전체는 전도성이 좋으면서도 전기화학적 반응이 안정적이어야 한다. 이차전지의 에너지밀도를 높이기 위해서는 가벼워야 하고 얇게 펼 수 있어야 한다. 집전체가 얇을 수록 더 많은 활물질을 도포할 수 있기 때문에 에너지 용량을 끌어올릴 수 있다. 또 충분히 유연해야 권취(둥글게 말거나 감는 일)나 적층 등 이차전지 제조 과정에서도 변형이 생기지 않고 성능을 유지할 수 있다.

롯데알미늄이 생산하는 포장재들. 사진출처=롯데알미늄

이러한 조건을 가장 잘 만족하는 것이 알루미늄(Al)이다. 알루미늄은 전도성(구리의 60% 정도)이 좋으면서도 가볍다. 순수 알루미늄의 비중은 약 2.7g/㎤로 철(7.9g/㎤)이나 구리(8.9g/㎤)의 3분의 1정도다. 배터리를 경량화하고 전기차의 주행거리를 확장하는 데 제격이다. 알루미늄은 특히 연성(延性·힘을 받아도 부서지지 않고 길게 늘어나는 성질)이 좋아 압출이나 압연 등의 방법으로 가공하기에도 좋다.

알루미늄은 풍부한 금속으로 쉽게 구할 수 있고 저렴하다. 알루미늄은 지구 구성 성분중 산소, 규소에 이어 세 번째로 많은 원소이며 금속 원소중에는 가장 많이 분포하고 있다. 지구 원소 질량의 약 8%를 차지한다.

저렴한 가격 덕분에 이차전지의 주요 소재임에도 불구하고 원가 비중이 작다. 이차전지 원가에서 음극의 구리박이 차지하는 비중이 5%인데 비해 알루미늄박은 1.8% 정도에 불과하다. 나트륨이온 배터리에서는 제조 원가를 낮추기 위해 음극에 구리 대신 알루미늄을 사용한다.

알루미늄 코일. 이미지출처=조일알미늄

알루미늄은 또한 내식성 내마모성이 강하고 독성이 없다. 알루미늄은 공기중 산소와 반응해 표면에 조밀한 산화막을 형성한다. 이 산화막은 알루미늄 내부가 더이상 산화하는 것을 막아준다. 이같은 장점으로 인해 알루미늄은 오랫동안 식품 포장재, 식기류, 자동차나 항공 등 운송용 자재, 건축 자재 등에 폭넓게 사용됐다.

알루미늄박 시장은 그동안 활용처가 고정돼 있다 보니 시장이 정체돼 왔다. 국내 알루미늄박 수요는 2012년 이후 2019년까지 연간 9만 톤 수준을 유지했다. 그러나 최근 이차전지용 양극박 수요가 증가하면서 2020년 10만4000톤에서 2022년 11만7000톤으로 급성장했다.

앞으로 알루미늄박 수요는 계속 늘어날 것으로 보인다. 시장조사업체 SNE리서치에 따르면 글로벌 양극박 수요는 2020년 9만2000톤에서 2021년 13만500톤으로 증가하고 2025년까지 47만5000톤으로 늘어날 전망이다. 5년간 연평균 성장률은 38.9%에 달한다.

원재료 전량 수입…압연은 과점

알루미늄 시장은 광산에서 알루미늄을 전기분해 방식으로 추출해 잉곳(Ingot·금속 덩어리)을 제조하는 단계, 잉곳을 3㎜ 두께의 스트립(strip, 얇은 판)으로 압연하는 단계, 스트립을 더 얇은 코일(coil) 형태로 제작하는 3단계를 거친다.

국내에는 알루미늄 광산이나 제련 산업이 존재하지 않기 때문에 국내 알루미늄 압연 업체들은 해외에서 수입한 알루미늄 잉곳이나 스크랩을 활용해 알루미늄을 가공하고 있다.

알루미늄산업 밸류체인(출처:교보증권 리서치센터)

국내 알루미늄 스트립 시장은 노벨리스코리아, 조일알미늄, 대호에이엘 등 3사가 과점하고 있다. 스트립은 알루미늄 원료를 녹인 후 열간압연(Hot Rolling), 냉간압연(Cold Rolling), 재단, 포장 등의 공정을 거쳐 생산한다. 스트립 형태의 제품은 다시 알루미늄박 가공 업체에 공급돼 이차전지용 양극박으로 제조된다.

알루미늄박은 얇고, 넓고 길게 만드는 것이 기술력이다. 또 배터리 쇼트를 방지하기 위해서는 호일의 표면이 균일해야 한다. 균일한 두께를 위해서는 압연기(금속재료를 회전하는 2개의 롤 사이를 통과시켜 가공하는 기계)의 성능이 중요하다.

압연 설비는 독일 아헨바흐(Achenbach)사가 독점하고 있다. 대당 가격은 350~400억원으로 추산된다. 최근에는 여러 양극박 생산 기업들로부터 주문이 밀려 납기일이 길어지고 있다.

전기차에 탑재되는 알루미늄박의 두께는 10~11 마이크로미터(㎛·1㎛는 100만분의1m )로 동박(6~8㎛) 에 비해 두꺼운 편이다. 알루미늄박은 전해 도금 방식인 동박과 달리 압연 방식으로 생산하기 때문에 두께를 줄이는데 어려움이 있다.

독일 아헨바흐사의 알루미늄박 압연기. 사진출처=삼아알미늄

국내 기업 5곳이 경쟁 체제

국내 알루미늄박 업체로는 삼아알미늄, 롯데알미늄, DI동일(동일알루미늄), 동원시스템즈, 한국알미늄 등 5개 업체가 경쟁하고 있다. 양극박 기업들은 이차전지 시장에 확대됨에 따라 잇달아 증설에 나서고 있다.

삼아알미늄은 1969년 설립한 국내 대표적인 알루미늄 호일 기업이다. 1980년 코스닥 시장에 상장됐다. 설립 당시부터 지금까지 담배 포장지를 생산하고 있다. 1981년에는 국내 최초 4.5㎛ 극박막 알루미늄 호일을 개발했다.

2012년에는 세계 최초로 10㎛ 두께의 리튬이온 배터리 양극박 소재를 개발해 LG에너지솔루션, SK온, 삼성SDI 등 배터리 3사에 알루미늄박을 공급하고 있다. SK온의 90% 이상을 이 회사가 공급하는 것으로 파악된다. 삼아알미늄은 파우치형 배터리에 쓰이는 알루미늄 필름도 생산하고 있다.

양극 집전체용 알루미늄 호일. 이미지출처=삼아알미늄

삼아알미늄의 대주주는 일본 동양알미늄으로 33.4%의 지분을 보유하고 있다. 동양일미늄은 1931년 설립된 일본 기업으로 알루미늄 호일, 알루미늄판 등을 생산하고 있다.

동일알루미늄은 1989년 설립된 기업으로 섬유제품 전문기업인 DI동일이 지분 90.4%를 보유하고 있다. DI동일은 의류 브랜드인 라코스테, 까르뜨블량슈, 아놀드파마 등으로 유명하다. 동양알루미늄도 국내 배터리 3사에 알루미늄박을 공급하고 있다.

알루미늄박 제조공정. 이미지출처=롯데알미늄

롯데알미늄은 롯데그룹 산하의 종합 포장재 기업으로 시초는 1966년 설립된 동방아루미공업까지 거슬러 올라간다. 1980년 현재 사명인 롯데알미늄으로 상호를 변경했다. 2020년 안산 1공장에 2차전지용 양극박 생산라인을 증설하며 양극박 사업을 본격적으로 확대했다.

동원시스템즈는 동원그룹의 종합패키징 및 첨단 소재 부문 계열사로 1977년 설립된 오리온광학을 그 모태로 하고 있다. 1994년 코스피에 상장했다. 2020년 충남 아산에 이차전지용 양극박 생산 라인을 증설하며 본격적으로 2차전지 소재 부품 사업을 시작했다.

동원시스템즈는 2021년 국내 배터리 업체에 캔을 납품해온 암케이씨(MKC)를 인수하기도 했다. 2170 규격 원통형 배터리 캔을 생산해 납품하고 있으며 4680 배터리 기술도 확보하고 양산 체계를 구축했다.

참고문헌

교보증권, 알루미늄박, 알고보니 핵인싸, 2021.8.27
하나금융투자, 2차전지 양극박 핵심소재는 여기서 시작됩니다, 2021.9.1
한국IR협의회, 삼아알미늄, 전기차 2차전지 알루미늄박 소재 업체로 리레이팅, 2023.2.6
조선비즈, 양극박 시장 커진다…알루미늄박 업체 잇단 증설, 2023.6.2
이데일리, 롯데알미늄, 물적분할 후 자금유치나선다..양극박 사업 박차, 0224.2.26

강희종 기자 mindle@asiae.co.kr