나인테크, 이차전지에 '맥신' 적용한다…글로벌 기업과 차세대 실리콘 음극 기술 공동개발 '본격화'

[프라임경제] 반도체·이차전지 전문장비 기업 나인테크(267320)와 캐나다의 글로벌 배터리 소재 전문기업 네오 배터리 머티리얼즈(Neo Battery Materials Ltd., 이하 NBM)가 맥신을 활용한 차세대 실리콘 음극 기술 공동개발협약(Joint Development Agreement, JDA)을 공식 체결했다고 26일 밝혔다.

이번 협약은 나인테크의 고전도성 맥신(MXene) 소재와 NBM의 복합 나노코팅 실리콘 음극 기술을 결합해 차세대 고용량·장수명 리튬이온배터리 상용화를 앞당기는 계기가 될 것으로 기대된다.

나인테크는 기능화된 맥신 소재를 NBM에 공급하고, NBM은 이를 활용해 실리콘 음극을 제조 및 평가한다. 양사는 성능 데이터를 상호 공유하며 소재 조성 및 제조 공정을 최적화하고, 상용화 가능성이 확인되면 별도의 계약을 통해 양산 및 글로벌 시장 출시를 추진할 계획이다.

실리콘 음극은 흑연 대비 10배 이상의 이론 용량을 제공하지만, 충·방전 과정에서 최대 300%에달하는 부피 팽창으로 전극 파손과 성능 저하가 발생해왔다. 

나인테크의 기능화 맥신 소재는 높은 기계적 유연성과 전기전도성을 갖춰 도전재로써 이러한 문제를 완화하며 전극 구조 안정성과 성능 유지에 기여할 수 있을 것으로 예상된다. 특히 NBM의 나노 코팅 기술과 결합될 경우, 실리콘 음극의 상용화 속도를 앞당길 수 있는 보완적 해법으로 작용할 것으로 기대된다.

그랜드 뷰 리서치(Grand View Reserch)에 따르면, 실리콘 음극 배터리 시장은 2024년 약 3억6000만 달러에서 2030년 약 36억 달러로 10배 성장(연평균 성장률 약 50%)할 것으로 전망되고 있다.

같은 기간 전기차(EV) 배터리 수요는 1TWh에서 3TWh 이상으로 확대될 것으로 예상된다. 에너지저장시스템(ESS) 시장 또한 2030년까지 500GW 이상 규모로 성장할 것으로 보이며, 이는 고에너지밀도·장수명 음극 소재 수요를 폭발적으로 끌어올릴 것으로 예상된다.

나인테크 관계자는 "앞서 게스코리아와 모빌리티용 기능성 제품생산과 이번 NBM과의 JDA 체결을 통해 기능화 맥신의 이차전지 적용 가능성과 상용화 잠재력을 확인했다"고 말했다.

이어 "배터리 소재·모빌리티 응용·글로벌 확장으로 이어지는 가치사슬을 형성하여 글로벌 소재 시장에서 기술 경쟁력을 더욱 강화하겠다"며 "빠른 시일 내에 성과를 창출해 EV·ESS 시장에서의 입지를 확대하겠다"고 전했다.