포스코케미칼, 2023년 실리콘 음극재 투자 돌입

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포스코케미칼, 2023년 실리콘 음극재 투자 돌입

디지털데일리 발행일 2022-11-03 09:17:17

김도현

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- 초기 1000톤 수준 투자할 듯

[디지털데일리 김도현 기자] 포스코케미칼이 차세대 음극재 사업을 본격화한다. 그룹 내 포스코실리콘솔루션(구 테라테크노스)와 별개로 생산라인을 구축할 예정이다.

3일 업계에 따르면 포스코케미칼은 내년 실리콘 음극재 1000톤 규모 시설투자를 진행할 것으로 알려졌다.

음극재는 배터리 원가 15% 내외를 차지하는 소재로 충전 속도와 수명을 결정한다. 구체적으로는 양극에서 나온 리튬이온을 저장했다가 방출하면서 외부 회로를 통해 전류를 흐르게 하는 역할을 한다.

현재 음극재 대부분이 흑연 기반이다. 문제는 배터리 충전 시 리튬이온이 흑연 층 사이사이로 침투하면서 해당 층이 늘어나게 된다. 이는 내부 구조 변화를 일으켜 배터리 용량을 줄어들게 한다.

이를 극복하기 위해 고안된 것이 실리콘 음극재다. 흑연은 탄소 원자 6개당 리튬이온 1개가 저장되나 실리콘은 원자 4개당 리튬이온 15개를 저장할 수 있다. 흑연계보다 고용량 및 고출력 배터리를 구현하는 데 유리하다는 의미다.

급속 충전 설계에도 용이하다. 다만 실리콘계는 내구성과 팽창 이슈가 있다. 업계에서는 흑연 음극재에 실리콘 함량을 높여가는 식으로 보완하고 있다.

시장조사기관 SNE리서치에 따르면 실리콘 음극재는 2025년까지 연평균 성장률이 70%대 추산된다. 전체 음극재 시장에서 비중은 2019년 3%에서 2025년 11%로 확대될 전망이다.

포스코케미칼은 실리콘 산화물(SiOx), 실리콘 탄소 복합체(Si-C) 등 실리콘 기반 음극재를 개발 중이다. SiOx는 나노실리콘 입자 위에 산화물계 실리콘을 합성한 제품이다. Si-C는 흑연 입자를 나노실리콘으로 코팅한 뒤 재차 탄소로 코팅한 것이다.

이중 Si-C는 포스코케미칼이 상당 부분 진척을 이뤄내 양산화 단계 전까지 도달한 것으로 전해진다. 초기 투자는 Si-C 음극재일 가능성이 크다.

배터리 업계 관계자는 “기존 흑연 음극재는 중국과 일본 회사가 장악하고 있으나 실리콘 음극재는 일부 상용화된 정도다. 포스코케미칼과 SK머티리얼즈그룹14, 대주전자재료 등 국내 기업이 선점할 수 있다는 뜻”이라고 분석했다.

한편 포스코 그룹은 오는 2030년까지 실리콘 음극재 캐파 2.2만톤을 확보할 계획이다. 포스코케미칼과 포스코실리콘솔루션 합산 수치다. 앞서 포스코홀딩스는 SiOx 음극재 기술을 갖춘 테라테크노스를 인수하고 사명을 포스코실리콘솔루션으로 변경했다.