흑연 대비 4배 이상 에너지 저장…고성능 배터리 경쟁력 확보
충·방전 1000회 후에도 초기 용량 80% 유지
양산 기술 확보로 글로벌 배터리 소재 경쟁력 강화

포스코퓨처엠이 차세대 배터리 핵심 소재인 실리콘 음극재의 양산 기술을 확보하고 전기차(EV)와 로보틱스 등 고성능 배터리 시장 공략에 나선다.

실리콘 음극재는 기존 흑연계 음극재 대비 에너지 밀도가 높고 충전 속도가 빠른 차세대 소재로 평가받는다. 업계에서는 주행거리 확대와 급속충전 수요가 커지면서 프리미엄 전기차를 중심으로 시장 수요가 빠르게 확대될 것으로 보고 있다.

포스코퓨처엠이 개발한 실리콘 음극재는 기존 흑연계 음극재보다 4배 이상의 에너지 저장 능력을 갖춘 것이 특징이다. 특히 실리콘 음극재 혼합 비중을 20% 이상으로 높인 테스트에서도 충·방전 1,000회 이후 초기 용량의 80% 이상을 유지하며 장기 성능 안정성을 확보했다. 이는 기존 배터리의 실리콘 혼합 비중이 한 자릿수 수준에 머물렀던 점과 비교해 고용량·고내구성 측면에서 경쟁력을 확보했다는 평가다.

그동안 실리콘 음극재는 충·방전 과정에서 발생하는 부피 팽창 문제가 상용화의 핵심 과제로 지적돼 왔다. 이에 포스코퓨처엠 기술연구소는 실리콘 나노화 기술과 탄소 복합화 기술을 적용해 팽창 문제를 크게 완화하는 양산 기술을 확보했다고 설명했다.

포스코퓨처엠은 국내외 주요 고객사들과 제품 테스트 및 품질 검증을 진행하며 양산 기술을 확보했으며 시장 수요와 사업 환경 등을 고려해 오는 2028년 양산 공급을 추진할 계획이다.

특히 프리미엄 전기차 시장뿐 아니라 휴머노이드 로봇, 도심항공교통(UAM) 등 차세대 산업 분야에서도 실리콘 음극재 수요가 확대될 것으로 기대하고 있다. 또한, 미국 전고체 배터리 기업 팩토리얼(Factorial)과 양극재 및 실리콘 음극재 분야 협력을 이어가며 기술 완성도를 높이고 있다.

홍영준 포스코퓨처엠 기술연구소장은 “실리콘 음극재는 향후 배터리 성능 경쟁력을 좌우할 핵심 소재”라며 “축적된 소재 기술과 양산 경험을 바탕으로 글로벌 시장 경쟁력을 지속 확대해 나갈 것”이라고 밝혔다.