포스코퓨처엠

길을 걷다 보면 누구나 한 손에 스마트폰을 들고 다니고, 이제는 더 이상 파란색 번호판의 전기차가 더 이상 낯설지 않은 세상이 되었습니다. 이처럼 배터리는 겉으로 드러나지 않지만 우리 생활에 없어서는 안되는 필수품으로 자리 잡았습니다.

전기차, 스마트폰, 전동공구, 에너지저장시스템(ESS) 등 다양한 쓰임새를 가지는 배터리는 그 안에 들어가는 소재가 무엇이냐에 따라서 성능과 특성이 구별되는데 특히 양극재(Cathode)는 배터리 원가의 40%을 차지하며 전기차의 주행거리와 출력, 충·방전 성능 등을 결정하는 가장 핵심적인 소재입니다.

양극재가 배터리의 성능을 결정한다면, 양극재는 구성하는 원료에 따라 성능과 특성이 좌우됩니다. 에너지밀도를 결정하는 니켈(Ni), 안정성을 높이는 코발트(Co)와 망간(Mn), 출력 특성을 향상시키는 알루미늄(Al) 등의 원료 중에 어느 원료를 어떤 비율로 조합하느냐에 따라서 양극재의 △용량 △에너지밀도 △안정성 △수명 △가격경쟁력이 달라집니다.

용량은 전기차의 주행거리, 에너지밀도는 전기차의 출력, 안정성은 배터리의 화재 등 사고를 제어하는 능력, 수명은 배터리 사용 기간, 가격경쟁력은 배터리 가격을 결정합니다.

포스코케미칼은 포스코그룹 차원에서 투자한 호주 니켈(Ni) 광산, 아르헨티나 리튬(Li) 염호, 폐배터리에서 핵심 원료를 추출할 수 있는 리사이클링 사업 등 안정적인 원료 공급망과 이차전지소재 밸류체인을 바탕으로 다양한 성능의 양극재를 만들어 국내 배터리 업체뿐만 아니라 글로벌 완성차 업체에 공급하고 있습니다.

앞으로 전기차의 주행거리, 충전속도 등 성능 향상과 소비자의 다양한 니즈를 충족시킬 수 있는 전기차 라인업 구축을 위해서는 그만큼 차별화된 특성을 가진 양극재가 필요합니다. 이러한 흐름에 발맞춰 포스코케미칼은 이차전지소재 밸류체인, 최첨단 연구 인프라 등을 바탕으로 보급형부터 프리미엄 라인 전기차까지 커버할 수 있는 양극재 포트폴리오 구축에 박차를 가하고 있습니다.

그럼 지금부터 전기차 시대를 주도하는 국가대표 양극재에는 어떤 것들이 있고, 포스코케미칼의 전략은 무엇인지에 대해서 알아보겠습니다. 개별 양극재의 구성 원료와 특성, 성능을 오각형 스탯을 활용하여 쉽고 재미있게 정리했으니 끝까지 따라와주세요!

니켈(Ni), 코발트(Co), 망간(Mn)으로 구성된 NCM 양극재는 용량과 에너지밀도가 높아 주행거리와 출력이 중요한 전기차 배터리 소재로 가장 많이 사용됩니다.

포스코케미칼은 니켈(Ni) 함량을 90% 이상 극대화한 하이니켈 양극재를 양산 및 공급하여 전기차 주행거리를 혁신적으로 늘리는데 기여하고 있습니다.

※ 통상적으로 니켈 함량이 60%를 넘으면 하이니켈이라고 보며, 니켈 함량에 따라서 NCM622, NCM811 등으로 칭함

또한, 니켈(Ni), 코발트(Co), 망간(Mn) 등 여러 원료를 하나의 입자구조로 결합해 강도와 열 안정성을 높여 배터리 수명을 늘린 하이니켈 단입자 양극재 개발도 완료하여 양산에 들어갔습니다.

NCMA 양극재는 니켈(Ni), 코발트(Co), 망간(Mn)으로 구성된 삼원계 양극재에 알루미늄(Al)을 추가한 사원계 양극재로 전기차 주행거리와 출력 향상, 배터리 안정성과 수명까지 개선할 수 있는 고품질의 하이니켈 양극재입니다.

포스코케미칼은 현재 니켈 함량 90% 수준의 하이니켈 NCMA 양극재를 양산하여 글로벌 완성차, 배터리 업체에 공급하고 올해 하반기에는 니켈 함량 96%의 하이니켈 NCMA 양극재 시험생산까지 완료할 계획입니다. 

니켈(Ni), 코발트(Co), 알루미늄(Al)으로 구성된 NCA 양극재는 용량과 에너지밀도가 높으나, 고출력을 내는만큼 열 안정성이 다소 떨어져 특수 코팅 기술을 활용하여 안정성과 수명을 높이는 기술 개발이 이뤄지고 있습니다.

포스코케미칼은 하이니켈 NCM, NCMA 양극재 성능 향상, 생산능력 확대를 위한 노력을 지속하고 NCA 양극재까지 제품 포트폴리오를 확대하여 하이니켈 양극재 기술 리더십을 공고히해 나갈 계획입니다.

리튬(Li)과 인산철(FePO4)로 구성된 LFP 양극재는 가격경쟁력, 수명, 안정성 면에서 다른 양극재 대비 우수하여 주행거리가 짧은 보급형(엔트리급) 전기차 배터리에 주로 탑재됩니다.

현재 대부분의 LFP 양극재를 중국 업체들이 생산하고 있는데, 포스코케미칼은 LFP 관련 기술 개발을 이미 완료했으며 사업화 시기 등을 검토하고 있습니다. 

니켈(Ni)과 망간(Mn)으로 구성된 NMX 양극재는 가격경쟁력, 안정성, 용량 등 다방면으로 우수한 성능을 가지고 있어 차세대 배터리 소재로 주목 받고 있습니다.

LLO 양극재는 대표적인 망간리치 양극재로 저렴한 망간(Mn)의 함량을 늘려 가격경쟁력이 높고 수급이 안정적이기 때문에 코발트프리(NMX)와 함께 차세대 양극재로 각광 받고 있습니다.

포스코케미칼은 완성차사의 전기차 라인업 확대에 대응하여 전기차의 주행거리, 출력 성능은 유지하면서 가격경쟁력과 안정성까지 강화한 코발트프리(NMX), 망간리치 양극재 개발에 박차를 가하고 있습니다.

1세대 양극재인 LCO 양극재는 리튬(Li)과 코발트(Co)만으로 구성되기 때문에 가격 경쟁력이 떨어지지만 높은 밀도와 수명을 가지고 있어 스마트폰 배터리로 널리 활용되고 있습니다.

이차전지소재 ‘Global Top-tier’ 로 도약하는 포스코케미칼은 하이니켈 양극재의 니켈(Ni) 함량을 극대화, 안정성과 가격경쟁력이 높은 LFP 사업화 그리고 R&D 투자 확대를 통해 코발트프리(MNX), 전고체 배터리용 양극재까지 제품 포트폴리오를 다각화하여 ‘소재의 힘’으로 K-배터리 산업의 지속가능한 성장에 기여할 계획입니다.

전기차 배터리용 양극재를 포함하여 친환경 소재의 미래를 열어가는 포스코케미칼의 행보를 지켜봐주세요!

다음엔 양극재와 함께 전기차 배터리 핵심 소재인 음극재 라인업 소개 콘텐츠로 돌아오겠습니다.

Coming Soon!

“전기차 성능을 좌우하는 국가대표 음극재 라인업”