인더뉴스 안정호 기자ㅣ포스코케미칼이 전기차 배터리의 수명을 늘리고 급속충전을 돕는 음극재를 독자 개발해 미국 얼티엄셀즈에 공급합니다.
포스코케미칼은 GM과 LG에너지솔루션이 미국에 합작 설립한 배터리사인 ‘얼티엄셀즈’(Ultium Cells LLC)의 생산 시점에 맞춰 전기차 배터리용 음극재를 공급하기로 합의했다고 5일 밝혔습니다. 이는 2020년 12월의 양극재 공급사 선정에 이은 것으로 포스코케미칼은 얼티엄셀즈에 배터리의 양대 핵심소재인 양·음극재를 공급하게 됩니다.
이를 통해 포스코케미칼은 음극재를 미국에 공급해 세계 4위, 11% 수준인 글로벌 점유율을 더욱 높이고 시장 지위를 강화하게 됩니다. 얼티엄셀즈는 고품질의 배터리 핵심소재를 안정적으로 확보할 수 있게 됐습니다.
포스코케미칼이 얼티엄셀즈에 공급하는 제품은 독자 개발한 저팽창 음극재로 전기차 배터리에 꼭 필요한 안정성, 수명, 충전속도 성능을 크게 높이면서 가격은 낮출 수 있는 소재입니다. 현재 배터리사들이 활용하는 음극재는 원료에 따라 천연흑연계와 인조흑연계로 구분할 수 있는데 포스코케미칼은 두 제품의 기술적인 한계를 극복하고 장점은 함께 살릴 수 있는 소재의 개발에 성공했습니다.
일반적으로 천연흑연 음극재는 입자가 층을 이루어 쌓인 판상형 구조로 에너지 저장 용량에는 강점이 있으나 충전이 반복되는 과정에서 팽창으로 인한 구조변화가 일어나 수명이 짧아지는 것이 단점으로 알려져 있습니다. 반면 인조흑연 음극재는 고온에서 제조해 안정성이 높고 구형의 입자가 균일하게 배열된 등방형 구조로 리튬이온의 이동 속도를 높여 충전 효율에 강점이 있으나 원료와 공정상의 이유로 생산 원가가 높아지는 한계점이 있었습니다.
이에 포스코케미칼은 천연흑연을 원료로 활용해 가격을 낮추는 한편 팽창 방지를 위한 소재 구조 개선 공정을 적용해 인조흑연과 같은 수준으로 수명을 늘리고 충전 속도를 높인 저팽창 음극재의 개발과 양산을 추진해 왔습니다.
포스코케미칼은 독자 개발한 저팽창 음극재를 활용해 폭발적으로 성장하고 있는 전기차 배터리 시장 공략을 가속화 한다는 계획입니다. 현재 단계적으로 증설하고 있는 세종 공장에서 제품을 생산할 예정이며 향후 얼티엄셀즈를 포함한 국내외 배터리사로의 공급 확대에도 나설 방침입니다.
이번 공급 합의로 포스코케미칼은 미국의 주요 전기차 배터리사인 얼티엄셀즈에 하이니켈 NCMA 양극재와 저팽창 음극재를 공급하는 성과를 거두게 됩니다. GM이 생산하는 전용 전기차 플랫폼 ‘얼티엄(Ultium)’에 포스코케미칼 제품이 핵심소재로 탑재되는 것입니다.
이는 포스코 그룹이 2019년 단행한 이차전지소재 사업 통합의 결실로 평가할 수 있습니다. 포스코그룹은 고객사가 같은 양극재와 음극재 사업에서 연구개발, 공정기술, 마케팅 시너지를 극대화하기 위해 포스코켐텍의 음극재와 포스코ESM의 양극재 사업을 포스코케미칼로 통합해 운영하고 있습니다.
또한 국내 최초로 이차전지소재연구센터를 설립하고 RIST, 포스코케미칼을 비롯한 그룹 내 연구 인력과 인프라를 결집해 차세대 소재와 공정기술 개발을 추진하며 경쟁력 확보를 위한 노력도 기울이고 있습니다.
정대헌 포스코케미칼 에너지소재사업부장은 “이번 공급사 선정은 포스코 그룹의 연구개발, 양산능력 확대, 원료투자 등 역량을 결집한 전폭적인 투자와 지원이 있었기 때문에 얻게 된 의미 있는 성과”라며 “전기차 시대의 본격적인 도래를 맞아 차별화된 경쟁력으로 글로벌 시장을 선도하는 소재 기업의 지위를 더욱 공고히 할 것”이라고 말했습니다.
포스코케미칼은 앞으로도 차세대 소재 개발을 위한 연구 개발을 지속하는 한편 포스코 그룹이 추진하고 있는 리튬·니켈·흑연 등의 원료 확보를 연계한 소재 밸류체인 완성, 양·음극재 양산능력 확대 등을 적극 추진해 2030년까지 양극재 40만톤, 음극재 26만톤 생산체제를 구축하고 이차전지소재 부문에서 글로벌 시장 점유율 20%, 매출액 연 23조원을 달성해 나간다는 계획입니다.
한편 ‘얼티엄셀즈’는 GM과 LG에너지솔루션이 2019년 50대 50의 지분으로 설립한 전기차 배터리셀 합작법인으로 총 2조7000억원을 단계적으로 투자해 30Gwh 이상의 생산 능력을 확보할 계획이라고 밝힌 바 있습니다. 현재 미국 오하이오주 로즈타운에 공장을 건설하고 있으며 양산된 배터리셀은 GM의 다양한 전기차에 탑재됩니다.
