실리콘 음극재는 기존 흑연계 음극재 대비 에너지밀도가 높고 충전 속도가 빨라 전기차(EV), 로보틱스 등 고성능·고출력 배터리 중심으로 시장 수요가 빠르게 확대될 것으로 예상된다.
포스코퓨처엠이 개발한 실리콘 음극재는 흑연계 음극재 대비 4배 이상의 에너지를 저장할 수 있다. 실리콘 음극재는 통상 흑연계 음극재와 혼합되어 배터리에 사용되는데 포스코퓨처엠은 실리콘 음극재의 혼합비중을 20% 이상으로 높인 테스트에서도 충·방전 1000회 이후 초기용량의 80% 이상을 유지하는 성능을 갖췄다.
실리콘 음극재는 높은 에너지 저장용량에도 불구하고 충·방전 과정에서 발생하는 부피 팽창이 상용화의 주요 과제로 지적되어 왔다. 포스코퓨처엠 기술연구소는 고유의 실리콘 나노화 기술과 탄소 복합화 기술을 적용해 팽창 문제를 대폭 완화하는 상용화 기술을 확보했다.
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.
포스코퓨처엠은 국내외 주요 고객사들과의 제품 테스트 및 품질 검증 등을 통해 실리콘 음극재 양산 기술을 확보했으며 시장 수요와 시장환경 변화 등을 종합적으로 고려해 2028년 양산공급을 추진 중이다.
향후 공정 기술 고도화 및 생산성 향상 등을 통해 경쟁력 제고는 물론 안정적인 공급체계 구축을 통해 급속히 성장하는 실리콘 음극재 수요를 선점한다는 계획이다.
한편 포스코퓨처엠은 미국 전고체 배터리 전문 기업 팩토리얼과 실리콘 음극재 부문 협력을 통해 관련 기술 완성도를 높여 나가고 있다. 실리콘 음극재 분야 선도 기업인 미국 실라와도 공동 개발을 추진, 원가 경쟁력을 높이는 방안을 함께 모색 중이다.
<저작권자 © ‘존중받는 개인, 부강한 대한민국’ 시대, 무단전재 및 재배포 금지>