포스코퓨처엠, 전기차 ‘캐즘’ 돌파할 양·음극재 신기술 선보인다

클릭하시면 더 큰이미지를 보실 수 있습니다 포스코퓨처엠이 5일부터 7일까지 사흘간 서울 강남구 코엑스에서 열리는 국내 최대 배터리 산업 전시회 ‘인터배터리 2025’에 마련한 전시 부스 조감도. 포스코퓨처엠 제공.

전기차 주행거리, 충전속도, 가성비 잡을 차세대 기술 제시
고체전해질, 리튬메탈음극재 등 차세대 소재 등도 소개

포스코퓨처엠이 국내 최대 배터리 산업 전시회 ‘인터배터리 2025’에서 전기차 배터리 성능을 획기적으로 개선한 ‘울트라 하이니켈 단결정 양극재’ 등 차세대 2차전지 부품, 기술 등을 선보인다. 전기차 캐즘(일시적 수요 정체)이 길어지는 가운데서도 기술 혁신, 안정적 공급망 구축을 통해 업계 불황을 극복하겠다는 의지로 풀이된다.

포스코퓨처엠은 5일부터 7일까지 사흘간 서울 강남구 코엑스에서 열리는 인터배터리 2025에서 배터리의 핵심 부품인 양극재 및 음극재 기술 로드맵을 소개한다고 5일 밝혔다. 엄기천 포스코퓨처엠 사장은 이날 행사 시작 전 취재진과 만나 "전기차 캐즘은 길게 보는 사람은 5년, 짧게는 1~2년을 이야기하지만 대부분은 3년 정도로 생각하고 있다"며 "작년 1년이 지났고, 올해와 내년이 지나면 끝날 것으로 예상한다"고 밝혔다.

이번에 선보이는 울트라 하이니켈 단결정 양극재는 핵심 소재인 니켈 함량을 95% 이상으로 높여 주행거리와 안정성을 대폭 개선한 기술이다. 무엇보다 주행거리 확대가 필요한 프리미엄급 전기차에 적용되는 소재로 포스코퓨처엠은 2026년까지 이 제품의 양산 기술을 확보할 계획이다.

포스코퓨처엠은 각종 음극재도 선보인다. 기존의 흑연계 음극재보다 저장 용량을 약 5배 높일 수 있는 ‘실리콘 음극재’는 지난해 5월부터 데모플랜트를 가동했고 2027년 양산에 나설 계획이다. 또, 회사가 자체 개발해 글로벌 자동차 회사에 공급하고 있는 천연흑연 음극재도 공개된다. 천연흑연 음극재는 음극재의 배열을 오랜 시간 고온·고압 상태로 층층이 쌓은 판상형 형태에서 방향이 같은 등방형으로 개선해 리튬이온의 이동 속도를 높이고 부피 팽창을 줄였다. 이에 따라 전기차 충전 속도를 단축할 수 있을 것으로 기대된다. 포스코퓨처엠은 성능 개선을 위한 지속적인 연구·개발(R&D)을 통해 충전 시간을 기존 대비 30% 단축할 수 있는 제품을 2027년부터 양산할 계획이다.

포스코퓨처엠은 중국산 의존도가 높은 (음극재용) 흑연 사업 지원과 관련 정부와 논의를 진행하고 있다. 엄 사장은 "공급망 안정화 차원에서 지원해야 된다는 공감대는 많이 형성돼 있다"며 "협회, 정부와 구체적인 방안을 협의하고 있다"고 밝혔다.

클릭하시면 더 큰이미지를 보실 수 있습니다 포스코퓨처엠이 5일부터 7일까지 사흘 간 서울 강남구 코엑스에서 열리는 국내 최대 배터리 산업 전시회 ‘인터배터리 2025’에 마련한 전시 부스 조감도. 포스코퓨처엠 제공.

포스코퓨처엠은 또 리튬인산철(LFP)과 함께 전기차 가격을 낮춰 전기차 대중화를 이끌 리튬망간리치(LMR)와 리튬망간인산철(LMFP), 니켈·코발트·망간(NCM)을 양극재로 사용하는 배터리 중 니켈 함유량 50~60%에 망간 함량을 기존 10~20%에서 30%까지 높인 ‘고전압 미드니켈 양극재’ 등의 연구·개발 현황과 로드맵을 제시할 예정이다. 망간은 니켈·코발트보다 가격이 저렴하고 에너지 밀도를 높이는 역할을 한다.

특히, LMR 양극재는 니켈과 코발트의 비중은 낮추고 망간을 높여 가격 경쟁력과 성능을 높인 제품으로, 재활용을 고려할 경우 리튬인산철(LFP)과 가격은 유사한 수준이지만 에너지 밀도는 최대 30% 높일 수 있다. 포스코퓨처엠은 올해 양산기술을 확보할 계획이다.

니켈 함량을 약 60%로 낮췄지만 고전압을 적용해 에너지 밀도를 높여 스탠다드급 전기차에 활용할 수 있는 고전압 미드니켈 단결정 양극재도 공개된다. 주로 중간 가격대의 전기차용 소재로 활용될 수 있을 것으로 보인다.

클릭하시면 더 큰이미지를 보실 수 있습니다 포스코퓨처엠의 양극재 및 음극재 주요 기술 개발 현황. 포스코퓨처엠 제공.

포스코퓨처엠은 이외에도 포스코홀딩스 미래기술연구원 등에서 개발 중인 고체 전해질·리튬메탈음극재 등과 같은 미래 배터리 산업의 ‘게임체인저’가 될 차세대 소재도 강조할 예정이다.

포스코인터내셔널은 구동모터코어(전기에너지를 운동에너지로 변환해 전기차 등 친환경차를 움직이게 하는 구동모터의 핵심 부품), 흑연 공급망 구축 전략을 소개한다. 포스코인터내셔널은 오는 2030년까지 글로벌 연산 750만 대 생산 체제 구축과 시장 점유율 10% 달성을 목표로 친환경차 부품 사업을 확장하고 있다. 이를 위해 국내외에 생산 클러스터를 운영 중이며, 올해는 폴란드 브제크에 공장을 준공할 계획이다. 포스코인터내셔널은 2023년 5월과 지난해 9월, 호주 광업기업 블랙록마이닝의 자회사 탄자니아 파루 그라파이트와 천연흑연 25년 장기 공급 계약을 체결한 바 있다.

포스코그룹은 아르헨티나 리튬염호와 호주 리튬광산, 인도네시아 니켈제련 사업, 아프리카 흑연 광산 등에 투자를 확대해 왔다. 포스코그룹은 전기차 캐즘 시기를 경쟁력 제고의 기회로 활용해 우량 자원을 선제적으로 확보하고, 사업 경쟁력을 강화해 나갈 방침이다.

포스코의 배터리팩과 원통형 배터리캔 소재 등 전기차용 철강 제품도 소개할 계획이다.

최지영 기자