[스타트업투게더] 티씨엠에스, “차세대 분리막 소재-장비로 이차전지 키플레이어 성장 목표”

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투자유치 단계 : 시리즈C
투자유치 목표액 : 300억원
투자유치 희망시기 : 2024년 3~4분기

전기자동차가 대중화되면서 많은 사람들이 전기자동차를 구입하지만 마음 한 켠에는 전기자동차의 화재 가능성에 대한 우려를 가지고 있다. 전기자동차 화재는 여러 가지 이유가 있지만, 핵심적인 이유는 어떤 사유로 인해 배터리 내부 온도가 상승하게 되면, 이로 인해 배터리 안에서 음극과 양극의 단락(쇼트)를 막아주는 분리막이 녹아 내리면서 음극과 양극의 단락이 발생해 배터리 내부의 온도가 더욱 상승하여 결국 화재가 발생하게 되는 것이다.

그런 이유로 배터리 제조업체들은 분리막에 많은 신경을 쓸 수 밖에 없다. 더 얇으면서도 질기고, 동시에 열에 강하며, 다공성을 가져 리튬이온이 더 잘 이동할 수 있는, 즉 이온전도도가 높은 분리막은 배터리 업체들이 찾고 있는 최상의 분리막이라 할 수 있다. 그러나 기존 분리막은 폴리에틸렌(PE) 또는 폴리프로필렌(PP)과 같은 범용플라스틱 소재로 만들었기 때문에 열에 약해 화재에 취약한 중대한 단점을 가지고 있었다.

이런 측면에서 소재의 진화가 계속 이뤄져왔는데, 열에 강한 슈퍼엔지니어링 플라스틱인 ‘폴리이미드(Polyimide, PI)를 사용하면 이 문제의 상당 부분을 해결할 수 있다. 대구경북을 기반으로 하고 있는 한국 기업 ‘티씨엠에스(TCMS)’는 바로 그러한 폴리이미드 소재를 더 얇고, 폭넓게 ‘연신’해주어 강한 분리막을 만들어주는 핵심장비, ‘연신 클립’을 생산하는 기업이다.

티씨엠에스의 신태용 대표는 원래 부친 소유의 섬유회사에서 엔지니어로서 일을 하다가 섬유산업이 사양화되는 모습을 지켜보며 퇴사하고, 스스로 새로운 가능성을 찾아 나선 인물이다. 그 과정에서 이차전지 배터리 분리막 분야에 새로운 소재를 적용하면 큰 가능성이 있다고 판단하여, 폴리이미드 소재와 그 소재를 더 폭넓게 ‘연신’하는 기술을 기반으로 하는 기업, 티씨엠에스를 창업하게 되었다.

일반적으로 ‘연신’ 공정은 아직 섬유의 성질이 제대로 발현되지 않은 섬유 원소재를 가느다랗게 늘려서 분자를 재배열하고, 이렇게 연신되어 나온 소재를 다양한 방법으로 가공하여 더 강한 섬유소재를 만들어주는 공정을 뜻한다. 보통 ‘연신’ 공정은 종축 또는 횡축의 한 방향으로 하게 되지만 티씨엠에스는 종축-횡축으로 ‘연신’을 할 수 있는데, 이것을 가능하게 만들어주는 핵심기술이 바로 ‘동시이축 연신시스템’과 그것에 사용되는 ‘연신 클립’이다. 폴리이미드 소재를 단단하게 붙잡고, 종축-횡축으로 늘려서 얇은 분리막으로 만들어주면서 동시에 다공성을 가지도록 하는 것이 티씨엠에스의 핵심 기술이라 할 수 있다.

지금까지 이런 ‘연신’장비는 거의 전적으로 수입에 의존해왔다. 특히 일본에서의 수입 비중이 절대적이었는데, 2019년 한국-일본 화이트리스트 배제 사건으로 인해 장비 수급의 불안정이 심해졌다. 이러한 불안정한 상황이 신태용 대표에게는 부품-장비산업의 국산화 필요성을 더 일깨워주고, 티씨엠에스 창업을 앞당겨준 원동력이 되기도 했다.

티씨엠에스는 현재 보유 중인 ‘연신 클립’ 기술을 바탕으로 부품-장비 국산화에 집중하고 있지만, 장기적으로는 자신들이 보유하고 있는 장비 기술을 바탕으로 직접 분리막을 생산하여 이차전지 배터리 시장에 키 플레이어로 성장하는 꿈을 가지고 있다. 경북대 테크노파크의 창업도약패키지 사업의 지원을 받아 시제품을 만들며 사업을 본격화하고 있다.

꿈과 기술을 모두 보유하고 있는 기업답게, 티씨엠에스는 이미 많은 투자자들로부터 투자를 유치했고, 올해 하반기에 시리즈C 투자를 유치해 성공의 시간을 단축하려 한다. 늘 부족하다고 얘기됐던 한국의 소재-부품-장비 산업에서 의미 있는 돌파구를 낸 기업 ‘티씨엠에스’가 그 성공의 시간을 얼마나 앞으로 당길지 지켜보도록 하자.

티씨엠에스가 해결하려는 문제점이 무엇입니까?

티씨엠에스가 해결하려는 문제는 이차전지 분리막을 생산하는 데 필요한 부품, 장비, 소재의 다양한 문제입니다. 분리막은 이차전지의 4대 핵심 소재 중 하나이며, 분리막 분야에서 한국은 세계 TOP Tier 수준을 자랑하지만 그 이면에는 분리막을 생산하는 부품과 장비가 모두 해외 수입품이라는 문제가 있습니다. 티씨엠에스가 초기에 해결하고자 했던 문제점은 바로 핵심 부품의 국산화였습니다.

2019년 한국-일본 화이트리스트 배제 사건으로 인해 일본에서 수입되는 핵심 부품 공급이 불투명해지면서 분리막 부품, 장비에 대한 국산화가 우선으로 진행되어야 했습니다.

분리막 생산의 핵심 부품인 ‘연신 클립’은 분리막 원단을 폭 방향으로 연신시켜주며 폭 방향에 대한 기계적 물성을 확보하며 필름 두께를 얇게 해주는 이송용 부품입니다. 전체 분리막 생산 공정의 약 50%를 차지하고 있는 연신공정에서 연신 클립은 핵심 부품으로서 100% 해외에서 수입하고 있었으며, 연신 클립의 특성상 1년에 한 번 유지보수, 5년에 한 번 교체해야 하는 부품이기에 국산화가 꼭 필요했습니다.

두 번째로 해결하고자 하는 문제는 과거부터 문제가 되어왔고 현재까지도 문제가 되고 있는 이차전지의 화재문제입니다.

분리막은 양극과 음극 사이에 있는 얇은 박막형태의 다공성 필름이며 물리적으로는 양극과 음극을 분리시켜주면서 내부에 이온이 전달될 수 있도록 하는, 안전에 핵심적인 역할을 하는 소재입니다.

기존에는 이러한 분리막에 PE(polyethylene), PP(polypropylene)등 다양한 소재들이 사용되고 있었지만, 이 소재들은 섭씨 100도의 낮은 내열성을 가지고 있습니다. 최근 전기자동차에는 이러한 PE소재의 분리막에 세라믹 코팅을 하여 내열 안정성을 150도까지 향상시켰지만 여전히 내열 안정성에 대해 많은 문제점들이 제기되고 있습니다.

티씨엠에스는 어떤 방식으로 이 문제를 해결합니까?

분리막 생산에 있어 고객사는 더 넓고, 더 빠르고, 더 효율이 좋은 생산 방법을 필요로 합니다. 당사에서는 앞서 말씀드린 3가지를 충족시킬 수 있는 연신 클립을 국내 기술만으로 개발에 성공하여 차세대 분리막 시스템을 제공함으로써 문제를 해결하고자 합니다.

이차전지의 내열 안정성 분야에서는 폴리이미드(polyimide) 소재를 바탕으로 하고, 티씨엠에스의 독자적인 분리막 제조 공법을 이용해 섭씨 250도에서도 변형률 1% 내외의 열적 안정성을 가진 분리막을 제조함으로써 이차전지 시장의 가장 큰 문제가 되고 있는 화재 문제를 해결하고자 합니다.

경쟁사 대비 우리의 경쟁력과 기술적인 장점은 무엇입니까?

티씨엠에스는 분리막 연신 분야에 있어 5마이크론의 필름을 균일하게 파지해주는 기술을 통해 균일한 연신 비율을 제공하고 있습니다. 고속에 최적화된 모델링과 해석을 기반으로 하기 때문에, 고속 생산에 적합한 제품이며 해외 경쟁사 대비 30% 이상의 가격 우위를 가지고 있습니다.

내열 안정성 이차전지 분야에서는 기존 이차전지 조립 공정에서 분리막을 저희 제품으로 교체하는 방식으로 별도의 장비나, 생산 시스템 변화 없이 내열 안정성 이차전지를 생산할 수 있는 큰 장점이 있습니다. 또한, 소재 자체만으로도 섭씨 350도의 내열 안정성을 가지고 있어 별도의 세라믹 코팅을 하지 않아도 된다는 장점이 있습니다. 아무래도 원단 필름에 코팅을 하게 되면 내부 기공을 통해 이온이 전도되는 효율이 낮아져 이차전지 성능의 발현에 한계가 있습니다. 하지만 폴리이미드 분리막의 경우 코팅을 하지 않기 때문에 기공율, 기공분포도가 균일하여 보다 우수한 이차전지 성능을 낼 수 있습니다.

티씨엠에스가 제공하는 제품은 무엇인가요?

티씨엠에스의 연신 클립은 국내뿐만 아니라 해외에 공급을 진행하고 있습니다. 2023년 분리막 4-Line 분량이 해외에 설치되어 생산 중이며, 올해부터는 안정적인 대량 생산을 위해 자동화 및 생산 최적화를 진행하고 있습니다.

내열 안정성 분리막 분야는 세계에서 최초로 생산하는 시스템이다 보니 양산을 할 수 있는 장비가 개발되어 있지 않습니다. 티씨엠에스는 Lab 수준의 분리막을 생산하였고, 코인셀(coin-cell) 테스트를 통해 차세대 배터리로서의 성능을 검증하였으며, 티씨엠에스의 ‘연속 생산 공정을 위한 장비 개발’은 2022년 산업부의 ‘내열 안정성 분리막 생산라인 개발 과제’에 선정되어 3년간 총 수십억 원을 지원받아 현재 3차 년도 사업을 진행하고 있습니다. 현재 필름 형태로 생산을 하고 있으며 2024년 하반기 파우치형 배터리에 탑재되는 분리막을 생산해서 배터리 셀 테스트 진행을 할 계획입니다.

티씨엠에스의 타깃 시장 크기와 핵심 고객은 누구입니까?

글로벌 배터리 장비 시장은 2021년부터 2025년까지 연평균 44%씩 성장해서 51조 원 규모에 달할 것으로 전망됩니다. 이차전지 분리막은 북미 IRA에서도 핵심 부품으로 채택되었기 때문에, 티씨엠에스는 미국 시장을 주 타깃으로 하여, 분리막 장비회사, 분리막 생산회사에 자사의 핵심 부품인 연신 클립을 공급할 예정입니다.

차세대 분리막인 폴리이미드 분리막은 전고체 배터리 전 시장 수요를 대체할 수 있을 것으로 예상하고 있으며 2025년 2.6조원, 2030년 9.2조원 등 연평균성장률(CAGR)이 29%에 달할 것으로 추정됩니다.

티씨엠에서의 비즈니스 모델은 무엇입니까?

비즈니스 모델은 간단명료하게 나타낼 수 있습니다.

첫째, 신규 분리막에 쓰이는 연신 클립을 판매합니다.

둘째, 연신 클립은 소모성 부품이기 때문에 1년에 한 번 유지보수, 5년에 한 번씩 교체를 해줘야 합니다. 이는 티씨엠에스에게 지속적인 비즈니스 기회를 제공합니다. 또 다른 비즈니스 가능성은 이차전지 제조사에 내열 안정성 분리막을 직접 공급하여, 차세대 이차전지 핵심 소재 산업으로 티씨엠에스가 진출하는 것입니다.

그동안 티씨엠에스 팀의 성과는 무엇입니까?

2022년 매출 29억 원을 달성했고, 그중 수출이 180만 달러입니다. 2023년에는 매출 46억 원, 수출은 268만 달러를 달성했습니다. 2023년에는 중국 에이전트와 MOU를 체결했습니다.

티씨엠에스가 가지고 있는 지적재산권은 국내 특허 등록 6건, 출원 5건이며, 해외 특허도 출원 5건에 이릅니다. 디자인 역시 1건이 등록되었습니다.

또한, 기술력을 인정받아 2021년부터 많은 정부 과제에 선정되었습니다.

2021년에 팁스(TIPS)에 선정되어 23년에 졸업하였으며, 22년 산업부 소재부품기술개발사업 선정, 23년 중기부 스케일업 팁스 선정, 같은 해에 창업도약사업에도 선정되었습니다.

이러한 앞선 기술력의 결과로 여러 번의 투자유치에 성공하였습니다. 20년 시드, 21년 시리즈A, 23년 시리즈B 투자를 유치하였습니다.

티씨엠에스 팀의 경쟁력은?

티씨엠에스는 분리막 관련 전문 인력이 임원진으로 구성되어 있습니다. 대표이사인 신태용은 분리막 연신 클립 기술을 보유하고 있고, 부대표는 분리막 장비 개발 전문가, 기술이사는 분리막 생산 전 공정 전문가입니다. 그리고, 분리막 생산 및 설비와 관련해, 10년 이상의 양산 경험과 기술을 보유하고 있는 경력직 직원들이 핵심 경쟁력입니다.

경북대 창업도약패키지 프로그램이 회사 성장에 어떤 도움을 주었나요?

경북대 창업도약패키지를 통해서 저희 제품을 홍보할 수 있는 테스트 장비를 만들 수 있었습니다. 이를 활용하여 기존에는 고객사에 자료로 어필하던 부분을 실제로 제품 시연까지 이어지게 할 수 있었고, 기술력을 인정받아, 즉각적이고 직접적인 매출이 발생하고 있어 많은 도움이 되고 있습니다.

우리가 투자를 받아야 하는 이유 3가지!

첫째, 2020년에 설립되어 4년 정도의 시간 동안 연신 클립의 양산화에 성공하여 23년 46억 원의 매출을 올리고 있으며, 정부 지원사업을 활용한 신기술 개발로 고효율 연신 설비 개발과 화재위험을 줄이는 고내열성 분리막 개발 등의 차세대 비즈니스 모델도 준비하고 있습니다.

둘째, 티씨엠에스는 한국 유일의 소재, 부품, 장비를 직접 개발 및 제작했던 기술력을 바탕으로 세계적인 분리막 회사와 고생산성 기술 개발을 논의하고 있습니다. 티씨엠에스는 현재 최고의 배터리인 리튬 이온 배터리의 분리막에 특화되어 높은 인지도를 가지고 있으나, 차후 개발되는 전고체, 리튬 메탈 배터리에도 적용이 가능한 탄탄한 기술력을 보유하고 있습니다.

셋째, 설립 초기부터 상장을 준비하는 마음가짐으로 외부 감사를 실시하고 있습니다. 2026년 상장을 통한 명확한 Exit 전략을 가지고 있으며, 현재 주관사 선정을 위해 다수의 증권사와 협의 중입니다.

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