[이슈분석]전기차 배터리 충전 속도 향상 음극재 기업들 각광

전기차 배터리 음극재와 관련해 가장 주목받고 있는 업체는 대주전자재료다. LG에너지솔루션이 포르쉐 타이칸에 실리콘 5% 음극재를 적용할 수 있었던 배경은 대주전자재료가 실리콘 음극재 기술을 개발했기 때문이다.

전기차 배터리 성능을 강화하는 핵심 소재가 음극재다. 음극재는 주로 흑연계 재료를 사용해왔는데, 소량의 실리콘을 적용해도 흑연 대비 10배 이상 성능을 구현하면서 전기차 배터리에 탑재되기 시작했다. 실리콘과 흑연을 최적 비율로 배합해 배터리에 탑재하고 있는 것이다.

LG에너지솔루션이 전기차 공급을 목표로 하는 실리콘 음극재는 국내 대표 소재 업체인 대주전자재료가 개발해 평가가 진행하고 있는 것으로 알려졌다. 대주는 실리콘 음극산화물을 세계 최초로 적용한 음극재 전문 업체다. 실리콘 5% 음극재를 개발하고, 전기차 배터리 상용화에 결정적 역할을 했다.

실리콘 음극재를 배터리 재료인 탄소나노튜브(CNT)에 최대한 일체화할 수 있는 기술을 개발 중이다. 실리콘 음극재 급팽창을 개선하는 재료가 CNT로 배터리 업체들이 실리콘 음극재를 도전재, 바인더 등 수십가지 재료를 추가하고 CNT에 밀착해 부피 팽창을 막기 위한 노력이 지속되고 있다.

실리콘 나노 복합재료 현미경 사진<사진=바커>

대주전자재료는 실리콘 음극재 시설 투자를 강화하고 있다. 내년 1000톤 규모로 확대할 계획이다. 실리콘 음극재는 현재 400톤 규모로 실리콘 함량을 높이는 음극재 생산을 위해 2025년 1만톤 규모로 확대할 것이라는 분석된다. 실리콘 음극재 적용이 확대되고 전기차 적용이 빠르게 늘어나면서 시장에 확대될 것으로 보인다.

오성민 대주전자재료 부사장은 “대주는 실리콘산화물 고유 성능을 강화하고 있는데, 다른 부가재료와 결합이 용이해 전기차 배터리 용도로 적용이 확대될 것으로 보인다”고 밝혔다.

SK머티리얼즈 영주 본사

실리콘 음극재 시장 진출업체도 확대되고 있다. SK머티리얼즈는 미국 그룹14와 합작해 실리콘 음극재 시장에 뛰어들었다. 드론 등 모빌리티용 적용을 시작으로 전기차 배터리 소재로 적용을 추진할 계획이다. 그룹14는 영국 전기차 스타트업 이노벳 오토와 실리콘 음극재 적용을 추진하면서 전기차 적용에도 속도를 낼 수 있을 것으로 보인다.

SKC는 음극재 사업화를 준비하고 있다. 실리콘 음극재 유력 기업과 협력해 동박 소재에 이어 배터리 소재 사업 품목을 확대할 계획이다. SKC는 배터리 소재 주요 회사로 2025년 배터리 소재 사업 매출 4조원을 목표로 하고 있다.

포스코케미칼은 음극재 사업 포트폴리오를 빠르게 확대하고 있다. 중국 음극재 업체 지분을 인수해 실리콘 음극재 개발에 나서고 있다. 포스코케미칼은 국내 소재 업체 가운데 소재 개발에 가장 빠른 움직임을 보이고 있다. 양극재 이어 음극재 공급을 확대해 전기차 배터리 소재 시장공략에 속도를 낼것으로 보인다. 세계 최대 배터리 소재 회사를 목표로 전기차 시장 확대에 맞춰 소재 포트폴리오를 확대할 계획이다.

포스코케미칼 세종 음극재 사업장

포르쉐 전기차 타이칸

김지웅기자 jw0316@etnews.com