"제철소 기술, 배터리에 접목"…포스코, 차세대 이차전지 청사진

포스코그룹이 철강 산업에서 다져온 공정·소재 기술을 차세대 배터리 소재 개발로 확장하고 있다. 고온 환원로, 롤투롤 코팅 같은 철강 핵심 기술을 응용해 양·음극재 고도화, 전고체전지, 리튬메탈 음극 연구까지 아우르며 이차전지 생태계 전반에서 ‘철강 DNA’를 접목하고 있다는 것이다.

홍정진 포스코홀딩스 에너지소재 연구소장은 18일 서울 서초구 양재 엘타워에서 열린 'KABC 2025'에 참석해 포스코그룹의 이차전지 소재 청사진을 소개했다.

홍 연구소장은 발표에서 “제철 공정에서 발전시킨 기술들이 배터리 소재 개발에도 폭넓게 응용되고 있다”며 “원료부터 제품, 리사이클링까지 ‘클로즈드 루프’ 생태계를 완성해 가고 있다”고 밝혔다.

포스코는 82% 이상 하이니켈 양극재를 주력으로, 단결정 니켈코발트망간(NCM)·니켈코발트망간알루미늄(NCMA) 제품군을 상용화했다. 최근에는 북미 고객 수요에 맞춰 고전압 구현이 가능한 리튬망간리치(LMR) 개발도 진행 중이다. LMR은 리튬인산철(LFP) 대비 에너지 밀도가 약 30% 높고, 재활용까지 고려하면 가격 경쟁력도 높아질 것으로 기대된다.

홍 소장은 “에너지저장장치(ESS)와 엔트리급 전기차에서 각광받는 LFP·LMFP 계열도 연구 중"이라며 "제철 부산물을 활용한 차별화된 제조 방식에 도전하고 있다”고 설명했다.

포스코는 중국을 제외하면 양극재와 음극재를 모두 양산하는 유일한 기업이다. 천연·인조 흑연 모두에서 고밀도화 기술을 적용해 급속 충전성과 팽창 억제 성능을 높였다. 특히 인조흑연은 3천도 이상 고온 공정이 필요한데, 이는 철이 녹는 온도의 두 배에 달한다. 포스코는 철강 고온 처리 경험을 바탕으로 연속식 흑연화와 친환경·저전력 공정을 연구 중이다.

홍 소장은 “전고체 전지는 2027~2028년 시범생산, 2030년 양산을 목표로 하고 있다”며 황화물계 전고체 배터리와 리튬메탈 음극 개발 현황을 소개했다.

그는 “포스코가 오랫동안 철강판에 적용해온 코팅·전착(도금) 기술을 리튬메탈 음극 제조에 접목했다”며 “롤투롤 연속공정으로 600mm 폭의 리튬메탈 시트를 제공할 수 있다”고 밝혔다.

재활용 분야에서도 제철소 노하우가 쓰인다. 방전된 배터리를 극저온에서 파쇄한 뒤, 고온 환원로 공정을 적용해 흑연·리튬·NCM을 효율적으로 분리하는 방식이다. 이는 철강 고로에서 축적한 고온 제련 기술을 배터리에 맞게 변용한 것이다. 다만, 경제성 확보는 리튬 가격 상승 여부에 달려 있어 시간이 필요할 것으로 내다봤다.