포스코케미칼, 車배터리 NCMA 양극재 개발

1회 충전으로 500~600km 주행…LG화학에 공급

포스코케미칼이 삼원계 양극재(NCM·니켈코발트망간)에 알루미늄(Al)을 추가한 양극재 개발에 성공했다. 전기차 주행거리를 늘리기 위해 꼭 필요한 대용량 배터리 구현이 가능하면서도 안정성과 출력을 높이고 가격은 낮출 수 있는 소재로, 핵심 고객사인 LG화학에 우선 공급될 전망이다.

포스코케미칼은 니켈·코발트·망간·알루미늄(NCMA) 양극재 개발을 완료하고 상업생산에 돌입한다고 15일 밝혔다.

양극재는 음극재, 전해질과 함께 전기차 배터리의 핵심 소재 중 하나다. 일반적으로 전기차에 활용되는 하이니켈 배터리에서 니켈 비중을 높일수록 용량은 늘어난다. 하지만 다른 원재료인 망간과 코발트의 비중이 줄어들면서 안정성과 출력은 낮아져 니켈 함량을 80~90%로 높이기엔 한계가 있었다.

포스코케미칼은 알루미늄(Al)을 활용해 한계점을 보완, 양극재에서 니켈 비중을 높였다. 니켈 함량을 80% 이상으로 늘려 배터리 용량을 크게 높이고 독자 개발한 Al 도핑 공정으로 소재의 물리적 구조 내에 알루미늄을 균일하게 배열했다. 또 표면코팅 기술을 적용해 출력과 안정성을 향상시켰다. 가격이 높고 변동성이 큰 희소금속인 코발트의 원가 부담도 줄어 배터리 가격도 크게 낮출 수 있게 됐다.

(사진=포스코케미칼)

이 회사 관계자는 "탑 티어(Top-tier) 전지사 공급을 목표로 전기차 배터리용 NCMA 양극재 공급 기술을 개발해 시제품에 대한 고객사 평가를 마쳤다"며 "고객사 주문에 따라 구미와 광양에 조성된 생산라인을 우선 활용해 상업생산을 시작할 계획"이라고 말했다.

포스코케미칼은 지난해 4월 양극재 제조사인 포스코ESM을 흡수합병한 뒤 양극재 생산에 박차를 가하고 있다. 이어 올해 1월에는 LG화학에 1조8천533억원 규모의 양극재 공급 계약을 체결했다. 이에 이번에 개발한 차세대 양극재도 고객사인 LG화학에 공급될 것으로 보인다.

글로벌 전기차 시장은 올해 약 300만대에서 오는 2025년 930만대 이상으로 연평균 25% 이상 성장할 전망이다. NCMA 양극재는 1회 충전 시 500~600km를 주행할 수 있는 '3세대 전기차'에 적용된다. 3세대 전기차는 상용화되기만 하면 내연기관 자동차와의 본격적인 경쟁이 가능해 전기차 대중화의 기폭제가 될 수 있다.

김도형 포스코케미칼 에너지소재연구소장은 "미래 수요에 대비하는 소재 선행개발을 더욱 가속화하고 배터리소재 시장을 선도해 나갈 것"이라며 "고객과 시장을 만족시키는 혁신적인 제품으로 에너지소재분야 글로벌 1위로 올라서겠다"고 말했다.