전체기사 최신뉴스 GAM
KYD 디데이
산업 재계·경영

속보

더보기

배터리 소재 게임체인저라는 '실리콘 음극재', 누가 뛰나

기사입력 : 2024년01월21일 14:14

최종수정 : 2024년01월21일 17:34

기존 흑연 보다 에너지 밀도 약 10배 ↑
고용량·고출력 성능…주행거리 늘려

[서울=뉴스핌] 신수용 기자 = 기업들이 실리콘 음극재 개발 같은 배터리 소재 다각화에 나서고 있다. 많은 배터리 기업들이 양극재의 니켈 비중을 늘려 에너지 밀도를 높여왔지만 한계에 봉착하면서다.

실리콘 이미지. [사진=LG에너지솔루션]

21일 관련업계에 따르면 음극재는 전기차 배터리의 충전 속도와 수명을 결정하는 핵심 소재 중 하나다. 배터리 재료비 원가 비중의 약 14%를 차지하는 소재로, 양극에서 나온 리튬이온을 저장했다가 방출하면서 외부 회로를 통해 전류를 흐르게 하는 역할을 한다.

충전 시에는 리튬이온이 양극에서 음극으로 이동해 음극재의 소재인 흑연의 층 사이사이로 들어가면서 흑연이 팽창해 부피가 늘어나게 된다. 다시 말해, 흑연의 팽창은 시간이 지날수록 구조 변화를 일으켜 배터리의 용량이 줄어드는 원인이 된다. 배터리 업계가 배터리 용량을 획기적으로 높일 수 있는 차세대 음극 소재 개발을 앞다퉈 진행하는 이유다.

실리콘 음극재는 기존 흑연계 음극재보다 에너지밀도가 약 10배 높아 전기차의 주행 거리는 늘리고, 급속 충전 설계가 쉬워 충전 속도를 단축할 수 있다는 장점이 있다.

흑연은 탄소 원자 6개당 리튬이온 한 개가 저장되지만, 실리콘은 원자 4개당 리튬이온 15개가 저장되는 구조를 갖기 때문이다. 이에 실리콘 음극재는 흑연 음극재보다 고용량·고출력을 낼 수 있어 전기차 배터리의 주행거리를 혁신적으로 늘리는 차세대 소재로 주목받고 있다.

전기차 배터리의 핵심 소재인 실리콘 음극재에 조 단위 투자에 나서는 등 기업 사이 경쟁이 가속화되고 있다. SK머티리얼즈그룹14(8500억원), 포스코실리콘솔루션(3000억원), 한솔케미칼(850억원), 대주전자재료(569억원), SKC(432억원) 등이 실리콘 음극재 투자에 나선 상태다.

타이칸 GTS. [사진=포르쉐코리아]

SK머티리얼즈그룹14 투자 금액이 가장 높다. SK머티리얼즈와 미국 배터리 소재 기업 그룹14테크놀로지스와 설립한 합작사(JV)인 SK머티리얼즈그룹14는 경북 상주시에 실리콘 음극재 공장에 8500억원을 투자했다.

포스코홀딩스 자회사인 포스코실리콘솔루션은 경북 포항에 2025년까지 3000억원을 들여 실리콘 연산 5000t 규모 음극재 공장을 지을 예정이다. 포스코그룹은 차세대 실리콘 음극재 사업 추진을 위해 실리콘 음극재 개발업체인 테라테크노스를 인수해 포스코실리콘솔루션으로 이름을 변경했다.

한솔케미칼은 전라북도 익산에 850억원을 투자해 실리콘 음극재 공장을 준공했습니다. 지난해 2월 양산 설비를 완공해 시생산 중으로 실리콘 음극재 생산량은 연간 750t에서 1500t으로 확대할 계획이다.

글로벌 완성차 업계도 실리콘 음극재에 높은 관심을 보이고 있다. 미국 전기차 업체 테슬라는 차세대 배터리인 '4680 원통형 배터리'에 실리콘 음극재를 탑재하는 방안을 검토 중이다. 포르쉐는 핵심 모델인 타이칸EV의 실리콘 음극재 배터리를 확대할 계획이다.

시장조사기관 SNE리서치에 따르면 전 세계 실리콘 음극재 수요는 2024년 2만 6000톤에서 2030년 22만 2000톤으로 10배 가까이 급증할 것으로 전망되고 있다.

aaa22@newspim.com

[뉴스핌 베스트 기사]

사진
서울 전역 올 첫 폭염주의보 [서울=뉴스핌] 최수아 기자 = 서울 전역에 올해 첫 폭염주의보가 발령됐다.  기상청은 30일 오후 12시를 기해 서울 전역과 경기도 과천, 성남, 구리, 화성에 폭염주의보를 발효했다. 같은 시각 경기도 가평, 광주는 폭염주의보가 폭염경보로 격상됐다. [서울=뉴스핌] 김학선 기자 = 서울 낮 최고기온이 30도까지 올라 후덥지근한 날씨를 보인 29일 서울 광화문 광장 분수대에서 어린이들이 물놀이를 하며 더위를 식히고 있다. 2025.06.29 yooksa@newspim.com 폭염주의보는 일 최고 체감온도 33도 이상인 상태가 2일 이상 지속될 것으로 예상될 경우 내려진다. 폭염경보는 체감온도 35도 이상이 2일 이상 지속되거나, 광범위한 지역에서 심각한 피해가 예상될 경우 발효된다.   체감온도는 기온에 습도, 바람 등의 영향이 더해져 사람이 느끼는 더위나 추위를 정량적으로 나타낸 온도다. 온도와 습도가 10%p 증가시마다 체감온도가 1도 가량 증가한다.  앞서 전날 저녁 이날 오전 9시까지 서울은 기온이 25도 이상으로 유지돼 올해 첫 열대야가 발생했다.  geulmal@newspim.com 2025-06-30 13:21
사진
"7월 1일 출석하라" 재통보 [서울=뉴스핌] 홍석희 기자 = 내란 특별검사팀이 윤석열 전 대통령에게 오는 7월 1일 오전 9시에 2차 대면조사를 위해 출석해 달라고 통보했다. 박지영 내란 특검보는 29일 저녁 서울고검 청사에서 브리핑을 열고 "소환 일정과 관련해 윤 전 대통령 측 의견을 접수했고 제반 사정을 고려해 7월 1일 오전 9시에 출석하라고 통지했다"고 밝혔다. [서울=뉴스핌] 이형석 기자 = 윤석열 전 대통령이 29일 새벽 서울 서초구 서울고검 청사에 마련된 내란특검에서 피의자 신분으로 조사를 마친 뒤 귀가하고 있다. 2025.06.29 leehs@newspim.com 박 특검보는 "(소환 일정) 협의는 합의가 아니"라며 "결정은 수사 주체가 하는 것이고 윤 전 대통령 측 의견을 접수한 뒤 특검의 수사 일정이나 여러 필요성 등을 고려해 출석 일자를 정해서 통지한 것"이라고 설명했다. 다만 "변호인단 측의 반응은 아직 없다"고 덧붙였다. 앞서 특검팀은 윤 전 대통령 측에 오는 30일 출석하라고 통보했으나, 윤 전 대통령 측은 방어권 보장 등을 이유로 오는 7월 3일 이후로 조사 일정을 잡아 달라고 요청했다. 이에 특검팀이 당초 날짜보다 하루 늦은 7월 1일 조사를 진행하겠다고 재통보한 것이다. 특검팀은 경찰청에 수사방해 사건 전담 경찰관 파견을 요청했다고도 밝혔다. 윤 전 대통령 측이 지난 28일 첫 대면조사에서 박창환 경찰청 중대범죄수사과장(총경) 교체를 요구하며 조사를 거부한 행위가 특검법상 수사방해 행위에 해당한다고 특검팀은 판단하고 있다.  박 특검보는 "(윤 전 대통령 측 변호인이) 변론의 영역을 넘어선 사실과 다른 주장을 하고 있다. 이는 특검법에서 정한 수사방해 행위로 평가될 수 있다"며 "더 이상 좌시하지 않겠다. 특검은 수사방해 사건을 전담할 경찰관 3명을 경찰청에 파견 요청했다"고 말했다. 이어 "특검법 수사 대상에 보면 일련의 수사 방해나 재판 방해도 수사의 대상이 돼 있다"며 7월 1일 2차 대면조사에서도 박 총경이 계속 조사할 것이라고 부연했다. hong90@newspim.com 2025-06-29 22:14
안다쇼핑
Top으로 이동