흑연보다 4배 저장하는 실리콘 음극재…포스코퓨처엠, 2028년 양산 추진

실리콘 음극재 양산기술 확보…2028년 공급 추진

실리콘 혼합비 20% 이상 테스트서 1000회 충방전 성능 유지

2028년 양산공급 추진…프리미엄 EV·로보틱스 수요 대응

포항시에 위치한 포스코퓨처엠 실리콘 음극재 데모플랜트 전경. ⓒ포스코퓨처엠

포스코퓨처엠이 실리콘 음극재 양산기술을 확보하고 고성능 배터리 소재 시장 진입을 준비한다.

포스코퓨처엠은 실리콘 음극재 양산기술을 확보하고 차세대 배터리 시장 공략을 위한 준비를 마쳤다고 20일 밝혔다.

실리콘 음극재는 기존 흑연계 음극재보다 에너지 밀도가 높고 충전 속도가 빠른 소재다. 전기차(EV), 로보틱스 등 고성능·고출력 배터리 시장에서 수요 확대가 예상된다.

포스코퓨처엠이 개발한 실리콘 음극재는 흑연계 음극재 대비 4배 이상의 에너지를 저장할 수 있다.

실리콘 음극재는 통상 흑연계 음극재와 섞어 배터리에 사용된다. 포스코퓨처엠은 실리콘 음극재 혼합 비중을 20% 이상으로 높인 테스트에서도 충방전 1000회 이후 초기 용량의 80% 이상을 유지하는 성능을 확보했다.

이는 기존 배터리의 실리콘 음극재 혼합 비중이 한 자릿수 수준에 머물렀던 것과 비교해 고용량과 장기 성능 유지 역량을 동시에 확보했다는 의미다.

실리콘 음극재는 높은 에너지 저장용량에도 충방전 과정에서 발생하는 부피 팽창이 상용화의 주요 과제로 꼽혀왔다.

포스코퓨처엠 기술연구소는 실리콘 나노화 기술과 탄소 복합화 기술을 적용해 팽창 문제를 완화하는 상용화 기술을 확보했다.

포스코퓨처엠은 국내외 주요 고객사와 제품 테스트 및 품질 검증을 거쳐 실리콘 음극재 양산 기술을 확보했다. 회사는 시장 수요와 시장 환경 변화를 종합적으로 고려해 2028년 양산공급을 추진 중이다.

수요는 주행거리 확대와 충전시간 단축을 동시에 요구하는 프리미엄 EV 시장에서 먼저 본격화될 것으로 예상된다. 휴머노이드 로봇, 도심항공모빌리티(UAM) 등 차세대 시장으로 확장될 가능성도 있다.

포스코퓨처엠은 미국 전고체 배터리 전문 기업 팩토리얼과 양극재뿐 아니라 실리콘 음극재 분야에서도 협력하며 기술 완성도를 높이고 있다.

향후 포스코퓨처엠은 공정 기술 고도화와 생산성 향상을 통해 실리콘 음극재 경쟁력을 높이고 안정적인 공급체계 구축에 나설 계획이다.

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.