흑연계 대비 에너지 용량 4배↑
포스코퓨처엠이 차세대 배터리 시장의 핵심으로 꼽히는 실리콘 음극재 양산 기술을 확보하고 2028년 공급 목표를 세웠다.
포스코퓨처엠은 국내외 주요 고객사와의 제품 테스트와 품질 검증 등을 통해 실리콘 음극재 양산 기술을 확보하고 시장 환경 변화 등을 고려해 2028년 양산 공급을 추진 중이라고 20일 밝혔다.
실리콘 음극재는 기존 흑연계 음극재 대비 에너지 밀도가 월등히 높고 충전 속도가 빨라 차세대 기술로 꼽히지만, 충·방전 과정에서 발생하는 부피 팽창이 상용화의 난제로 꼽혀 왔다.
포스코퓨처엠 기술연구소는 고유의 실리콘 나노화 기술과 탄소 복합화 기술을 적용해 팽창 문제를 대폭 완화하는 상용화 기술을 확보하는 데 성공했다.
포스코퓨처엠이 개발한 실리콘 음극재는 흑연계 음극재 대비 4배 이상의 에너지 저장 능력을 갖췄다. 실리콘 음극재는 통상 흑연계 음극재와 혼합해 사용하는데, 실리콘 음극재의 혼합 비중을 20% 이상으로 높인 테스트에서도 충·방전 1000회 이후 초기 용량의 80% 이상을 유지하는 성능을 갖췄다. 이는 한 자릿수에 머물던 기존 배터리의 혼합비중을 크게 앞서 고용량은 물론 장기적인 성능유지 역량까지 확보했음을 의미한다.
특히 실리콘 음극재는 고성능·고출력 배터리 중심으로 시장 수요가 빠르게 확대될 것으로 전망된다. 주행거리 확대와 충전시간 단축을 동시에 요구하는 프리미엄 전기차 시장뿐 아니라 휴머노이드 로봇, 항공모빌리티(UAM) 등 차세대 신규 시장으로의 확장 가능성도 높다.
포스코퓨처엠은 미국 전고체 배터리 전문 기업 팩토리얼(Factorial)과 양극재는 물론 실리콘 음극재 부문 협력을 통해 관련 기술 완성도를 지속적으로 높여 나가고 있다. 향후 공정 기술 고도화와 생산성 향상 등을 통해 경쟁력을 높이고 안정적인 공급체계를 구축한다는 방침이다.
홍영준 포스코퓨처엠 기술연구소장은 “실리콘 음극재는 배터리 성능을 좌우할 차세대 핵심 소재”라며 “축적된 소재 기술과 양산 경험을 바탕으로 고객사에게 최고의 솔루션을 제공하는 한편 글로벌 시장경쟁력을 지속 확대해 나갈 것”이라고 말했다.
