[미디어펜=김동하 기자] 포스코퓨처엠이 전기차(EV) 배터리 성능을 비약적으로 끌어올릴 차세대 실리콘 음극재 양산 기술을 확보하고 미래 소재 시장 선점을 위한 본격적인 채비에 나섰다.
포스코퓨처엠은 기존 흑연계 소재 한계를 뛰어넘는 고용량·고출력 실리콘 음극재의 핵심 기술을 개발하고 2028년 상업 양산을 목표로 국내외 고객사와 품질 검증을 진행 중이라고 20일 밝혔다.
포스코퓨처엠이 차세대 배터리 핵심 소재로 꼽히는 실리콘 음극재 양산기술을 확보하고 차세대 배터리 시장 공략을 위한 준비를 마쳤다. 포항시에 위치한 포스코퓨처엠 실리콘 음극재 데모플랜트 전경./사진=포스코퓨처엠 제공
이번에 개발된 실리콘 음극재는 기존 흑연계 음극재보다 4배 이상의 에너지를 저장할 수 있어 주행거리 연장과 충전 시간 단축이 필수적인 프리미엄 전기차 시장의 핵심 소재로 꼽힌다. 그동안 실리콘 소재는 충·방전을 반복할 경우 부피가 크게 팽창해 배터리 수명을 갉아먹는 치명적인 단점이 있어 상용화에 큰 난항을 겪어왔다.
포스코퓨처엠 기술연구소는 이를 극복하기 위해 독자적인 '실리콘 나노화 기술'과 '탄소 복합화 기술'을 적용, 부피 팽창 문제를 대폭 완화하는 데 성공했다.
특히, 일반적으로 상용 배터리 내 실리콘 혼합 비중이 한 자릿수에 머무는 기존 기술의 장벽을 깨고 혼합 비중을 20% 이상으로 끌어올렸다. 이처럼 가혹한 조건의 테스트에서도 1000회 충·방전 이후 초기 용량의 80% 이상을 유지하는 압도적인 내구성 방어 역량을 입증했다.
이번 실리콘 음극재 양산 기술 확보는 단순한 배터리 성능 개선을 넘어, 글로벌 공급망 재편이라는 거시적 관점에서 의미가 있다. 현재 글로벌 배터리 음극재 시장은 중국산 흑연이 사실상 독점하고 있는 구조를 띠고 있다.
실리콘 음극재는 공급망 자립 구축의 핵심이자 미국의 인플레이션 감축법(IRA) 등 깐깐해지는 역내 조달 규제를 우회할 수 있는 강력한 무기로 꼽힌다. 포스코퓨처엠이 기술적 진입 장벽이 높은 실리콘 음극재의 양산 체제를 성공적으로 구축할 경우 글로벌 완성차(OEM) 및 배터리 셀 메이커들을 자사 생태계에 묶어두는 굳건한 록인(Lock-in) 효과를 누릴 것으로 전망된다.
회사는 이 같은 기술력을 바탕으로 전고체 배터리 선도 기업인 미국 팩토리얼(Factorial)과 양극재 및 실리콘 음극재 부문에서 긴밀히 협력하며 기술 완성도를 높이고 있다. 향후 주행거리가 잣대가 되는 프리미엄 전기차를 넘어, 초고출력이 요구되는 휴머노이드 로봇과 도심항공교통(UAM) 등 첨단 모빌리티 시장으로 영토를 넓힌다는 구상이다.
홍영준 포스코퓨처엠 기술연구소장은 "실리콘 음극재는 미래 배터리의 성능을 결정지을 가장 핵심적인 소재"라며 "그간 축적된 특화 소재 기술과 양산 노하우를 십분 발휘해 고객사에 최적의 솔루션을 제공하고 글로벌 시장 점유율을 공격적으로 확대해 나갈 것"이라고 강조했다.
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