흑연의 한계를 넘는 소재 '에너지 밀도 4배'
나노화·탄소 복합화 기술로 팽창 문제 돌파
프리미엄 EV에서 휴머노이드·UAM까지
[파이낸셜뉴스]포스코퓨처엠이 실리콘 음극재 양산 기술을 확보하고 오는 2028년 상업 공급을 추진한다고 20일 밝혔다.
실리콘 음극재는 현재 배터리 시장의 주류인 흑연계 음극재보다 에너지 저장 용량이 4배 이상 높고 충전 속도도 빠르다. 전기차 성능의 두 핵심 지표인 주행거리와 충전 시간을 동시에 개선할 수 있어 차세대 배터리 소재로 주목받아 왔다. 실제 배터리에 사용할 때는 흑연계 음극재와 혼합하는 방식이 일반적이다.
다만 실리콘 음극재는 오랫동안 상용화의 문턱을 넘지 못했다.
포스코퓨처엠 기술연구소는 자체 개발한 실리콘 나노화 기술과 탄소 복합화 기술을 결합해 이 팽창 문제를 대폭 완화하는 데 성공했다. 실리콘 입자를 나노 수준으로 미세화하고 탄소 소재로 감싸 구조적 안정성을 확보한 방식이다.
포스코퓨처엠에 따르면 실리콘 음극재 혼합 비중을 20% 이상으로 높인 조건에서 충·방전 1000회를 반복한 결과, 초기 용량의 80% 이상이 유지되는 것으로 나타났다. 기존 배터리 제품에서 실리콘 혼합 비중이 대부분 한 자릿수에 머물렀던 점을 고려하면 고용량과 장기 내구성을 동시에 잡은 결과다.
포스코퓨처엠은 프리미엄 전기차를 첫 번째 공략 시장으로 설정했다. 이후 고출력·고용량 배터리 수요가 집중되는 휴머노이드 로봇과 도심항공교통(UAM) 분야로 공급처를 확대한다는 방침이다. 미국 전고체 배터리 전문기업 팩토리얼(Factorial)과는 양극재에 이어 실리콘 음극재 부문까지 협력 범위를 넓혀 기술 완성도를 높이고 있다.
홍영준 포스코퓨처엠 기술연구소장은 "실리콘 음극재는 배터리 성능을 좌우할 차세대 핵심 소재"라며 "축적된 소재 기술과 양산 경험을 바탕으로 고객사에 최고의 솔루션을 제공하는 한편 글로벌 시장경쟁력을 지속 확대해 나갈 것"이라고 말했다.
eastcold@fnnews.com 김동찬 기자
※ 저작권자 ⓒ 파이낸셜뉴스, 무단전재-재배포 금지