[서울=뉴스핌] 김정인 기자 = 포스코퓨처엠이 리튬인산철(LFP) 양극재 양산과 전고체 배터리 소재 상용화 준비에 속도를 내고 있다. 차세대 배터리 시장 선점을 위해 LFP 양극재는 올해 연말 양산에 들어가고, 전고체 배터리용 양극재는 내년 주행 테스트 단계에 진입할 전망이다. 실리콘 음극재 역시 시험 생산 설비를 구축한 뒤 고객사들과 상용화 협의를 진행하며 차세대 음극재 사업 확대에 나서고 있다.

포스코퓨처엠은 11일 서울 코엑스에서 열린 '인터배터리 2026'에서 이 같은 배터리 소재 개발 현황과 상용화 로드맵을 공개했다. 회사는 전기차(EV)뿐 아니라 에너지저장장치(ESS), 휴머노이드 로봇 등 새로운 응용 시장 확대에 대응해 소재 포트폴리오를 다변화한다는 전략이다.

◆ LFP 양극재 연말 양산…전기차용 4세대는 2028년 목표

먼저 포스코퓨처엠은 최근 수요가 빠르게 늘고 있는 LFP 양극재 사업을 본격 확대한다.

남상철 포스코퓨처엠 양극재센터장은 현장에서 진행된 질의응답에서 "LFP 3세대 제품은 이미 개발이 완료된 상태이며 올해 연말 양산에 들어갈 예정"이라며 "전기차용 4세대 LFP도 파일럿 단계에서 개발 중이며 2028년 양산을 목표로 하고 있다"고 말했다.

LFP 배터리는 가격 경쟁력과 긴 수명 등을 강점으로 전기차와 ESS 시장에서 빠르게 확산되고 있다. 특히 인공지능(AI) 확산으로 데이터센터 전력 수요가 늘면서 ESS 시장에서도 LFP 배터리 채택이 확대되는 추세다.

다만 글로벌 LFP 양극재 시장은 중국 업체들이 가격 경쟁력을 앞세워 사실상 주도권을 쥐고 있는 상황이다. 포스코퓨처엠은 자체 공정 기술과 원료 공급망을 활용해 원가 경쟁력을 확보한다는 계획이다.

남 센터장은 "현재는 중국 공법 기반 제품과 협력 모델을 병행하고 있지만 자체 원료를 활용한 새로운 공법도 연구개발 단계에서 진행하고 있다"며 "상용화되면 중국 제품보다 낮은 가격으로 생산할 수 있을 것으로 보고 있다"고 설명했다.

◆ 전고체 배터리 소재 개발 막바지…내년 차량 테스트

차세대 배터리로 꼽히는 전고체 배터리 소재 개발도 상당 부분 진척된 상태다. 포스코퓨처엠은 현재 전고체 배터리용 양극재를 파일럿 단계에서 수십~수백kg 규모로 공급하고 있으며 올해 연말에는 톤 단위 공급 체계로 확대할 계획이다.

남 센터장은 "전고체 배터리용 양극재는 개발이 거의 완료된 상태"라며 "(협력사인) 팩토리얼(Factorial)에 소재를 공급하면 자동차용 프로토타입 배터리를 제작하고 내년 말에는 주행 테스트를 진행할 예정"이라고 말했다.

포스코퓨처엠은 전고체 배터리 기업 팩토리얼 등과 협력해 차세대 배터리 소재 개발을 진행하고 있다. 전고체 배터리는 기존 리튬이온 배터리보다 에너지 밀도가 높고 안전성이 뛰어나 전기차와 드론, 로봇 등 차세대 모빌리티 산업에서 '게임체인저'로 평가받는다.

◆ 실리콘 음극재 상용화 협의…차세대 음극재 사업 확대

차세대 음극재로 주목받는 실리콘 음극재 상용화도 준비 단계에 들어갔다.

유승재 포스코퓨처엠 음극재센터장은 "포스코퓨처엠은 2024년 포항 영일만 산업단지 인근에 연산 50톤 규모의 실리콘 음극재 데모플랜트를 구축했다"며 "현재 기술 개발은 완료된 상태로 고객사들과 상용화 일정과 공급 물량을 협의하고 있다"고 전했다.

실리콘 음극재는 기존 흑연 음극재보다 에너지 밀도를 크게 높일 수 있는 차세대 소재로 평가된다. 특히 전기차 주행거리 확대와 급속 충전 성능 개선에 유리해 글로벌 배터리 기업들이 개발 경쟁을 벌이고 있는 분야다.

포스코퓨처엠은 전고체 배터리에 적용할 차세대 실리콘 음극재도 파일럿 단계에서 개발을 진행 중이다.

◆ 로봇·드론 등 신규 배터리 시장 대응

포스코퓨처엠은 향후 배터리 수요가 전기차를 넘어 다양한 산업으로 확산될 것으로 보고 소재 개발 범위를 확대하고 있다. 특히 휴머노이드 로봇 분야에 초점을 맞추고 있다. 휴머노이드 로봇은 제한된 공간에 배터리를 탑재해야 하는 만큼 높은 에너지 밀도를 확보한 배터리 소재가 필수적이다.

남 센터장은 "휴머노이드 로봇용 배터리 소재도 셀 업체들과 함께 개발을 진행하고 있다"며 "구체적인 고객사는 밝히기 어렵지만 향후 저희 양극재가 채택될 예정"이라고 말했다.

이 밖에도 포스코퓨처엠은 차세대 배터리 소재 포트폴리오 확대를 위해 다양한 양극재 기술 개발도 병행하고 있다.

대표적으로 리튬망간리치(LMR) 양극재는 니켈 사용량을 줄이면서도 높은 에너지 밀도를 확보할 수 있는 차세대 양극재로 평가된다. 포스코퓨처엠은 LMR 1세대 제품 개발을 완료하고 양산 기술을 확보했으며, 현재 2세대 제품을 파일럿 단계에서 개발하며 성능 개선을 진행 중이다.

나트륨이온 배터리 소재 개발도 추진하고 있다. ESS용 장수명 양극재인 NFPP 양극재와 함께 하드카본 음극재 개발을 진행하고 있다. 나트륨이온 배터리는 리튬 대비 원료 가격이 낮고 공급망 리스크가 적어 ESS 등 에너지 저장 분야에서 차세대 배터리 기술로 주목받고 있다.

kji01@newspim.com