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2022년 ‘전기차 배터리’ 속 그것, 무엇을 어떻게 어디서 누가 만들까? <포스코케미칼-인터배터리 2022>
2022.03.25
  • (사진 설명) ‘인터배터리 2022’에 참가한 포스코케미칼의 부스 모습
한 번 충전으로 600km 달리는 전기차, 배터리 소재가 핵심

전기차 시대가 빠르게 다가오고 있습니다. 한 번 충전으로 600km를 달리는 전기차가 나올 것이고, 2030년에는 전세계 전기차 연간 판매대수가 5000만대까지 늘어날 것으로 예측됩니다. 주행거리 600km의 의미는 큽니다. 내연기관 자동차가 한번 주유로 달릴 수 있는 거리가 대부분 600km 언저리이기 때문입니다.

600km 시대를 열어가는 핵심은 배터리. 특히, 배터리를 구성하는 소재 기술이 중요합니다. 전기차가 얼마나 주행할 수 있고, 빨리 충전이 가능한지 결정하는 기술은 바로 소재에서 나오니까요.

  • (사진 설명) 서울 코엑스에서 열린 ‘인터배터리 2022’ 모습

지난 17일부터 19일까지 서울 삼성동 코엑스에서는 국내 최대 배터리산업 전시회 인터배터리 2022’가 열렸습니다.
올해도 포스코케미칼을 포함해 주요 배터리, 소재, 부품 등 250여개 회사가 참가했습니다.

  • (사진 설명) 인터배터리 2022에 참가한 포스코케미칼의 부스 모습

올해 인터배터리 2022’에서는 전기차 주행거리 600Km 시대의 예고편을 보여주었습니다. 각 회사들은 하이니켈 양극재를 사용한 배터리, 전고체 배터리 등 차세대 기술을 선보였습니다.

배터리 산업의 메가 트렌드는 배터리의 장수명화, 전기차 보급 확대를 위한 고속충전, 주행가능거리 확대를 위한 고용량화로 정리할 수 있습니다. 여기에 환경과 사회, 지배구조를 고려한 ESG를 더했습니다.

포스코케미칼의 독보적 위치

포스코케미칼은 국내에서 유일하게 양극재와 음극재를 모두 생산하는 회사로, 차세대 소재 개발과 풀 밸류체인 등 배터리 소재 사업 경쟁력을 선보였습니다.

  • (사진 설명) 배터리 4대 요소 비중

배터리의 4대 요소인 양극재, 음극재, 분리막, 전해액 가운데 양극재는 주행거리, 음극재는 충전시간, 수명과 연관되어 배터리의 성능에 직접적인 영향을 주는 가장 핵심 소재입니다.

양극재는 배터리 원가의 40%를 차지하는 소재인데요. 전기차의 주행거리가 화두로 떠오른 지금 포스코케미칼은 니켈 함량을 극대화한 N96 하이니켈 단입자 양극재를 개발하고 있습니다. 니켈-코발트-망간 등의 소재를 하나의 입자 형태로 단단하게 결합해 강도와 열안정성을 높인 제품입니다. 현재 완성차사 및 배터리사의 요청과 세부 스펙에 맞춰 다양한 하이니켈 단입자 양극재의 개발을 완료하고 양산을 추진하고 있습니다.

  • (사진 설명) 포스코케미칼의 이차전지소재 사업 구조

포스코케미칼은 국내 최초로 음극재 국산화에 성공한 데 이어 배터리의 수명과 충전 속도를 높일 수 있는 소재 개발에도 앞장서고 있습니다. 이번 전시에서는 천연•인조•저팽창 음극재와 함께 배터리의 급속충전과 용량을 늘릴 수 있는 실리콘 음극재 등의 개발 로드맵도 선보였습니다.

이러한 포스코케미칼의 차세대 배터리소재 연구는 국내 최고 수준의 연구 인프라를 바탕으로 시너지를 내고 있습니다. 포스코케미칼과 함께 포스코홀딩스, 포항산업과학연구원(RIST), 포스텍이 신소재에너지 기초연구부터 차세대 신기술, 제품 양산기술 개발을 위한 R&D 체계를 구축해 협력하고 있죠.

차세대 배터리로 주목받는 전고체 배터리 소재를 개발해 시장 선점에도 나설 계획입니다. 전고체 배터리는 안정성과 에너지 밀도를 동시에 높일 수 있는 배터리인데요. 포스코그룹은 전고체 배터리의 핵심 소재인 양•음극재를 개발하고 있으며, 포스코와 정관社의 합작법인 포스코JK솔리드솔루션에서 전고체 배터리용 고체전해질을 2022년 하반기부터 연산 24톤 규모로 생산할 예정입니다.

 음극재와 양극재가 궁금하다면?  전문가가 말하는 2차전지의 '음극재'와 '양극재'

 


2030년 전기차 10대 중 1대에 포스코케미칼 제품 장착 목표

2030년 전세계 연간 전기차 판매량은 5000만대로 예측됩니다. 포스코케미칼은 2030년 전기차 500만대 분량인 양극재 42만톤, 음극재 26만톤을 생산하기 위한 준비도 차근차근 진행하고 있습니다.

  • (사진 설명) 포스코케미칼 직원이 부스 방문객에게 2030년 비전을 설명하는 모습

올해 광양 양극재공장 34단계가 준공되면 국내 최대인 9만톤 규모의 양극재공장이 완성돼 양극재 생산 능력이 10.5만톤으로 확대됩니다. 또한 지난 해 국내 최초 인조흑연 음극재 공장 준공과 올해 저팽창 음극재 생산 설비 투자 등 음극재 생산능력 확대에도 적극 나서고 있습니다.

포스코케미칼은 국내, 유럽, 미국, 중국 등 다수의 배터리사뿐만 아니라 자동차사와 협력해 각 사의 배터리에 최적화된 양•음극재를 공동으로 개발하고 공급을 추진하고 있습니다.

특히 지난 해 미국 GM과 전기차 배터리용 양극재 합작사를 설립한 데 이어 올해 캐나다 퀘백주 베캉쿠아에 대규모 합작공장 건립 계획을 발표했죠. 여기에서 생산된 양극재를 얼티엄셀즈를 통해 GM의 전기차인 험머EV, 리릭, 실버라도EV를 포함해 브라이트드롭의 배송용 전기밴인 EV600 등 향후 출시될 다수의 전기차에 공급할 계획입니다.

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원재료는 어디서 어떻게 확보할까? 치열한 자원 경쟁

포스코케미칼이 이번 ‘인터배터리 2022’를 통해 전시한 내용에서 눈에 띄는 ‘밸류체인’. 국제 정세와 급등하는 원료값 등으로 안정적인 원료 수급이 중요한 요즘 포스코그룹이 구축한 밸류체인은 차별화된 원료 경쟁력으로 배터리 소재 사업을 든든하게 뒷받침해주고 있습니다.


  • (사진 설명) 포스코케미칼의 이차전지소재 밸류체인

포스코그룹의 밸류체인은 원료부터 생산, 폐배터리의 재활용에 이르기까지 배터리 소재의 A부터 Z까지 그리고 다시 A로 돌아가 원료가 확보되는 선순환 구조입니다.

 

포스코가 아르헨티나 염호와 호주 광산 투자를 통해 확보한 리튬과 니켈을 포스코케미칼이 공급받아 양극재를 생산 및 판매하고, 포스코HY클린메탈이 다 쓴 배터리에서 니켈, 리튬 등을 추출해 다시 양극재 소재로 공급하게 됩니다. 포스코케미칼은 양극재의 중간 원료인 전구체 생산을 위해 중국 합작법인 절강화포의 생산설비도 확대하고 있습니다.

 

또한 포스코의 호주 광산업체 지분 인수, 포스코케미칼의 중국 흑연 가공회사 지분 투자 등을 통해 천연흑연 음극재의 원료인 흑연도 안정적으로 확보했습니다. 인조흑연 음극재의 원료인 침상코크스는 포스코케미칼의 자회사 피엠씨텍이 제철 부산물인 콜타르를 가공해 공급하고 있습니다.

ESG 경영과 탄소중립

전기차는 주행 중 온실가스 배출이 거의 없어 친환경차라고도 불립니다. 포스코케미칼은 친환경 전기차를 움직이게 하는 배터리 소재를 생산하며 환경보호에 기여하고 있습니다. 이와 함께 배터리 소재를 생산하는 과정에서도 탄소를 절감하기 위한 다양한 노력을 기울이고 있습니다.

 

 

포스코케미칼은 배터리소재사 최초로 음극재의 환경영향을 공개하고 환경성적표지인증을 받으며 배터리 친환경성을 입증해나가고 있습니다. 뿐만 아니라 천연흑연 음극재 생산과정에서 발생하는 미세한 흑연 가루에 대해 순환자원 품질표지 인증을 받아 약 2,200톤의 흑연분을 재활용하고 있습니다.

 

이외에도 공장에 태양광 발전용 패널을 설치해 재생에너지를 사용하며 친환경성을 높이고 있습니다. 앞으로도 포스코케미칼은 양극재에 대한 환경성적표지 인증 획득, 재생에너지 발전 설비 확대 등 전기차 배터리의 핵심 소재를 더욱 친환경적으로 만들기 위해 앞장설 것입니다.
 

 포스코케미칼의 친환경 경영이 궁금하다면? 배터리 친환경성의 시작, 포스코케미칼

 

 

 

 

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