포스코홀딩스, '실리콘음극재' 경쟁력 주목…투자·기술개발 속도

[아이뉴스24 양호연 기자] 포스코홀딩스가 배터리 용량을 획기적으로 높일 수 있는 실리콘음극재 경쟁력 확보에 집중하고 있다. 실리콘음극재는 전기차 주행거리를 향상시키고 충전시간을 단축시킬 수 있도록 하는 등 '차세대 음극재'로 꼽힌다.

이를 비롯해 포스코홀딩스는 고체전해질과 리튬메탈 등 다양한 차세대 친환경소재에 대한 투자를 지속하며 배터리 소재 영역의 경쟁력 강화에 나서고 있다.

30일 업계에 따르면 포스코홀딩스가 차세대 음극재로 각광받고 있는 실리콘음극재 생산을 위한 본격 준비에 들어갔다. 앞서 포스코홀딩스는 실리콘음극재 생산기술을 보유한 자회사 포스코실리콘솔루션에 591억원 출자를 결정한 바 있다. 이에 따라 포스코실리콘솔루션은 오는 6월 경북 포항 영일만산단에 연산 450톤 규모의 실리콘음극재 1단계 생산설비 착공에 들어가 오는 2024년 상반기 준공을 목표로 한다.

실리콘음극재는 현재 리튬이온전지에 대부분 사용되고 있는 흑연음극재보다 에너지밀도를 4배 정도 높일 수 있어 전기차 주행거리 향상은 물론 충전시간도 단축시킬 수 있게 하는 차세대 음극재로 꼽힌다.

탄소중립 사회로의 전환으로 배터리 시장이 빠르게 성장하는 만큼 국내외 배터리 제조사들도 실리콘음극재 함량을 높일 수 있는 기술 개발에 주력하고 있다. 특히 전기차 비중이 높아지며 높은 에너지밀도를 기반으로 전기차 주행거리를 확보할 수 있는 실리콘음극재의 전지 내 사용 비중이 높아질 것이란 분석이 지배적이다.

실제 관련업계에 따르면 실리콘음극재 시장규모는 오는 2030년까지 매년 34%씩 성장할 것으로 예상했다. 현재 5% 미만인 실리콘음극재 함량도 오는 2025년에는 10% 이상, 2030년에는 25% 이상으로 확대될 것이란 관측이다.

실리콘 음극재는 기존 흑연계 음극재보다 에너지 밀도가 약 10배 높아 전기차의 주행 거리를 늘리고 급속 충전 설계가 쉬워 충전 속도를 단축할 수 있다는 장점이 있다. 게다가 친환경적이고 경제적인 소재로 꼽히며 각광 받는 분위기다.

이 가운데 포스코그룹도 차세대 실리콘음극재 사업 추진을 위해 지난해 7월 실리콘음극재 개발업체인 테라테크노스를 인수한 바 있다. 이후 '포스코실리콘솔루션'으로 사명을 변경하고 그룹사 역량을 동원해 발빠르게 생산설비 투자 준비에 돌입한 상태다. 향후 포스코실리콘솔루션은 오는 2030년까지 연산 2만5천 톤의 실리콘음극재 생산체제를 목표하고 있다.

포스코그룹은 이번 실리콘음극재 생산설비 투자가 완료되면 천연흑연, 인조흑연 및 실리콘음극재 까지 음극재 분야에서 모든 포트폴리오를 완성하는 라인업을 갖추고 향후 이차전지 소재분야에서 글로벌 경쟁력을 보유할 수 있게 된다.

포스코홀딩스 관계자는 "포스코실리콘솔루션의 경쟁력은 실리콘음극재 연속생산 기술을 통해 타업체 대비 높은 생산성을 가졌다는 점"이라며 "특히 전지 사의 샘플테스트를 통해 용량 및 팽창율 등 기본 특성에서 타사 대비 동등이상의 특성을 나타낸다는 평가를 받았다"고 설명했다.

다만 일각에선 실리콘음극재가 배터리 충전 시 4배가량 팽창하는 문제와 팽창한 음극이 방전할 때 이전과 같은 형태로 돌아오지 않는다는 우려도 제기된다.

이와 관련해 업계 한 관계자는 "배터리 업계는 실리콘 구조 안정화를 위한 연구 개발을 진행하고 있는 것으로 안다"며 "배터리의 부피 팽창 부작용을 어떻게 빨리 개선하느냐가 시장 주도권을 확보할 수 있는 포인트가 될 것으로 보고 있다"고 말했다.

한편 포스코홀딩스는 리튬, 니켈 원료사업 확장을 통해 기존 양극재, 음극재 시장에서의 경쟁력을 강화해나갈 방침을 밝혔다. 이와 함께 실리콘음극재, 고체전해질, 리튬메탈 등 다양한 차세대 친환경소재에 대해서도 지속적인 투자를 통해 향후 전개될 차세대 배터리 소재 영역에서의 경쟁력을 강화해 나간다는 목표다.