포스코퓨처엠, 실리콘 음극재 기술 확보…2028년 양산 돌입

포항시에 위치한 포스코퓨처엠 실리콘 음극재 데모플랜트 전경. (포스코퓨처엠 제공)

포스코퓨처엠이 실리콘 음극재 기술을 확보해 2028년 양산에 돌입한다. 실리콘 음극재는 기존의 흑연 음극재보다 에너지 밀도가 높고 충전 속도도 빨라 차세대 배터리 시장에서 주목받고 있다.

20일 포스코퓨처엠은 흑연계 음극재 대비 4배 이상의 에너지를 저장할 수 있는 실리콘 음극재를 개발했다고 밝혔다. 음극재는 리튬 이온 배터리를 충전할 때 내부의 리튬 이온을 받아들이는 저장소 역할을 하는 핵심 소재다. 실리콘의 부풀어오르는 특성과 다소 낮은 전기전도도 탓에 실리콘 음극재를 단독으로 쓰기는 어렵다. 대개 흑연 음극재와 혼합돼 배터리에 쓰인다.

포스코퓨처엠은 실리콘 음극재의 이 혼합 비중을 20% 이상으로 높이는 데 성공했다. 포스코퓨처엠 관계자는 “한 자릿수에 머물던 기존 혼합 비중을 크게 앞선 것”이라며 “테스트에서 충·방전 1000회 이후 초기 용량의 80% 이상의 성능을 유지하는 등 내구성도 입증됐다”고 덧붙였다. 그간 실리콘 음극재 상용화의 걸림돌로 지적된 특유의 충·방전 시 부피 팽창 문제도 해결했다. 포스코퓨처엠 관계자는 “실리콘 나노화 기술과 탄소 복합화 기술을 적용해 팽창 문제를 대폭 완화했다”고 설명했다.

포스코퓨처엠이 목표로 잡은 실리콘 음극재의 양산 시점은 2028년이다. 짧은 시간 충전으로 긴 주행 거리 확보를 요구하는 프리미엄 전기차 시장을 중심으로 수요가 빠르게 증가할 것으로 내다보고 있다. 홍영준 포스코퓨처엠 기술연구소장은 “실리콘 음극재는 배터리 성능을 좌우할 차세대 핵심 소재”라며 “축적된 소재 기술과 양산 경험을 바탕으로 고객사에 최고의 설루션을 제공할 것”이라고 밝혔다.







최원영 기자 o0@donga.com