'배터리 경쟁력↑' 포스코퓨처엠, 실리콘 음극재 양산 기술 확보 '성공'

[프라임경제] "배터리 성능을 좌우할 차세대 핵심 소재다."

포스코퓨처엠(003670)이 차세대 배터리 핵심 소재 양산 레이스에 본격적으로 뛰어들었다. 기존 흑연계 음극재의 한계를 뛰어넘는 실리콘 음극재 양산 기술 확보에 성공, 2028년 공급을 목표로 준비에 박차를 가하고 있다.

실리콘 음극재는 흑연계 음극재 대비 4배 이상의 에너지를 저장할 수 있다. 충전 속도도 빠르다. 주행거리 확대와 충전시간 단축을 동시에 원하는 프리미엄 전기차(EV) 시장에서 수요가 본격화할 전망이다.

실리콘 음극재가 주목받은 건 어제오늘 일이 아니다. 문제는 부피 팽창이었다. 충·방전 과정에서 발생, 고질적 과제로 지목돼 왔다.

이에 포스코퓨처엠 기술연구소는 고유의 실리콘 나노화 기술과 탄소 복합화 기술로 이 난제를 정면 돌파했다. 

성능 검증도 마쳤다. 통상 실리콘 음극재는 흑연계 음극재와 혼합해 사용한다. 혼합 비중을 20% 이상으로 높인 조건에서도 충·방전 1000회 후 초기 용량의 80% 이상을 유지했다. 기존 배터리의 혼합 비중이 한 자릿수에 머물렀던 점을 감안하면 사실상 게임체인저급 수준이다.

포스코퓨처엠은 2028년 양산 공급을 추진 중이다. 시장도 전기차에 그치지 않는다. 휴머노이드 로봇, 도심항공모빌리티(UAM) 등 고성능·고출력 배터리를 요구하는 차세대 신시장으로의 확장 가능성도 열려 있다.

기술 완성도를 높이기 위한 글로벌 협력 역시 속도를 내고 있다. 미국 전고체 배터리 전문 기업 팩토리얼과 양극재에 이어 실리콘 음극재 부문까지 협업 범위를 확대한 상태다.

홍영준 기술연구소장은 "축적된 소재 기술과 양산 경험을 바탕으로 고객사에 최고의 솔루션을 제공하겠다"며 "글로벌 시장 경쟁력도 확대해 나갈 것이다"고 말했다.

SNE리서치에 따르면 오는 2035년 글로벌 리튬이차전지 실리콘 음극재 시장은 지난 2024년보다 10배 이상 성장할 것으로 예상된다. 전기차 주행거리 확대와 항공용 등 신규 애플리케이션 적용 수요와 맞물리면서다.

공정 기술 고도화와 생산성 향상을 통한 경쟁력 확보는 남은 과제다. 급속히 팽창하는 실리콘 음극재 수요를 선점할 수 있을지가 포스코퓨처엠의 다음 시험대가 될 전망이다.