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소재·부품·장비 품목 심층분석 – 이차전지용 바인더
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  • 공급망 더 알아보기
  • 고태우
  • 기업명 :
  • 2024-09-06
  • 출처 : KOTRA

    o 이차전지용 바인더 품목 개요 이차전지용 바인더는 양극활물질/도전재/집전체의 결착성을 부여하는 소재로, 활물질과 도전재를 물리적으로 결합시키고 전극 코팅층이 집전체와 잘 붙어 있도록 안정화시키는 역할을 함

- 고분자 바인더는 활물질과 집전체에 대한 안정적인 접착성, 액체 전해질에 대한 내성 등이 요구되며 최종 제품인 이차전지의 품질 및 성능에 큰 영향을 미치는 품목 

- 대표적인 바인더로는 유기계 바인더인 PVDF(Polyvinylidene fluoride), 수계바인더인 SBR(styrene-butadiene rubber)과 CMC(sodium salt of carboxymethyl cellulose)가 있음. SBR과 CMC의 혼합 바인더는 음극 바인더로서 PVDF를 대체하여 활용 중 - 기존 리튬이온 이차전지 사용 환경에서 차세대 전지인 전고체전지와 나트륨 이차전지, 리튬-황전지, 금속리튬 이차전지 등으로 기술개발이 다각화됨에 따라 각각의 이차전지에 적합한 바인더 개발의 필요성 증대


     o 이차전지용 바인더 가치사슬

[표1] 이차전지용 바인더 가치사슬


후방산업


바인더


전방산업

결착제, 증첨제


이차전지 바인더

(수계바인더/유기계바인더)


이차전지,전기자동차, 전력저장, 모바일 IT 기기



     o 이차전지용 바인더 산업 동향

- 이차전지 바인더는 전극 내 비중이 5% 미만으로 이에 대한 기술개발 및 양산이 적었으나 전기차 보급 확대로 이차전지 시장이 급격히 증가하면서 바인더 산업 관심 증가 

-세계 리튬이온전지용 바인더 수요는 2025년 89,000톤에서 2030년 232,000톤으로 증가할 것으로 예상, 금액적으로 2030년 약 4.4조원이 될 것으로 전망 중 국내 바인더의 경우 일본 및 중국, 유럽업체에서 대부분을 수입에 의존하고 있었으나 무역분쟁으로 인한 소재 공급에 대한 불안감을 계기로 국산화 개발·생산 진행 기존 바인더의 경우 합성 고분자 사업에서의 영역 확대로 기술적 진입장벽이 상대적으로 낮아 국내 대기업및 중견 기업에서 이차전지 바인더 시장에 진입 활발 

-다만, 전방산업인 전기차 산업의 시장환경 변화와 각국의 지원 정책에 따라 민감하게 반응하기 때문에 시장 성장성에 대한 불확실성 공존


   o 국내 수출액 추이 (’19~’23년)

-’23년 이차전지용 바인더의 수출액은 29백만 달러를 기록하여 전년 대비 △4.5% 감소


[표2] 수출액 변화 추이(최근 5년)

구분

2019년

2020년

2021년

2022년

2023년

금액(천달러)

23,484

22,367

32,023

30,968

29,578




   o 국내 수입액 추이 (’19~’23년)

-’23년 이차전지용 바인더의 수입액은 254백만 달러를 기록하였으며 전년 대비 △2.5% 감소


[표3] 수입액 변화 추이(최근 5년)

구분

2019년

2020년

2021년

2022년

2023년

금액(천달러)

203.432

208,823

253,494

261,376

254,829



      o 이차전지용 바인더 기업 동향


국내

국외

기업명

A사

(벨) SOLVAY

B사

(일) KUREHA

C사

(일) ZEON CORPORATION



-양극재 바인더 주요 제조사는 벨기에의 Solvay, 일본의 Kureha, 프랑스 Arkema 등이 있으며, 음극재 바인더 제조사로는 일본의 ZEON CORPORATION이 있음 

-(일) Kureha는 1991년 세계 최초로 상용화 리튬이온배터리를 채택하여 바인더 산업에 진출함. 대표적인 PVDF(Polyvinylidenefluoride) 바인더 업체로 가장 먼저 상업용도의 PVDF를 생산하여 납품한 업체이 며, 양극 바인더 시장에서 약 40% 시장 점유율을 차지 

- (일) ZEON CORPORATION은 대표적인 SBR 바인더 업체로 SBR 수계바인더 제조기술을 보유, 이차전지 업계에서 가장 가장 많이 사용하는 제품을 생산하고 있음 

-국내 A사는 양극재 바인더의 핵심 소재인 PVDF(Polyvinylidenefluoride) 제조 기술을 보유하고 있으며, 국내 배터리 제조 3사에 고온 저항 및 배터리 수명 연장 기능의 첨가제를 공급하고 있음

-B사는 2012년부터 음극재 바인더를 연구‧개발해 2018년 국산화에 성공, 현재는 삼성 SDI와 SK온에 음극재 바인더와 분리막 바인더를 공급하고 있음 

-C사는 기존 라텍스 기술을 바탕으로 2019년 진행한 이차전지용 음극용 바인더 SBR 전용 제품의 개발· 상용화에 성공하였으며, 2020년에는 리튬전지용 탄소나노튜브(CNT) 상업화에 성공하여 현재 상업판매 목표 중


     o 이차전지용 바인더 기술 동향

-전고체전지 개발 활성화에 따라 산화물계 고체전해질용 바인더, 황화물계 고체전해질용 바인더, 이온전도성 바인더 등의 개발이 이루어지고 있음 

-차세대 양극재 바인더로는 Tesla의 건식 전극공정기술 도입에 따라 PTFE가 부각되고 있음. PTFE는 내 화학성, 내열성 등이 매우 뛰어난 소수성 물질 특성으로 향후 전고체전지 또는 건식 전극 공정에서 주목 받을 것으로 전망 

-실리콘 음극에 부피팽창 열화 문제 해결하기 위한 신규 바인더로 탄소나노튜브(CNT) 바인더, 음극재 바인더 등의 중요성이 부각되고 있음 

-탄소나노튜브(CNT)는 실리콘의 팽창을 잡아주는 보완재로 음극활물질에 첨가되며, 바인더 역할을 대체하거나 강화하는 점에서 중요성이 부각되고 있음. 현재 국내 C기업에서 상업화에 성공 

-양극재 바인더인 PVDF는 실리콘 음극재에 적용 시 사용량이 많아지거나 접착력이 떨어지는 문제점이 발생하여 실리콘 음극재 사용 시에도 SBR-CMC 혼합 바인더가 사용될 것으로 전망 



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