포스코케미칼(003670) 최대 주행거리 400km의 벽을 깬 3세대 전기차 배터리의 등장을 예고했다. 전기차 배터리의 용량과 안정성을 높여 주행거리를 600km대로 늘리고, 제작 비용은 낮춘 핵심소재 개발을 완료했기 때문이다. 포스코케미칼은 차세대 소재가 글로벌 전기차 대중화의 기폭제가 될 것으로 기대하고 있다.
포스코케미칼은 차세대 전기차 배터리의 핵심소재인 NCMA(니켈·코발트·망간·알루미늄) 양극재 개발을 완료하고 상업생산에 들어갈 예정이라고 15일 밝혔다. 포스코케미칼은 세계 상위 전지업체와 함께 전기차 배터리용 NCMA 양극재 공급을 위한 기술 협력을 진행해 왔다. 현재 시제품에 대한 고객사 평가를 마치고, 상업생산을 준비하고 있다. 포스코케미칼은 고객사 주문에 따라 구미와 광양에 조성된 생산라인을 우선 활용해 상업생산을 시작할 계획이다.
NCMA 양극재는 기존의 하이니켈 NCM(니켈·코발트·망간 조성) 양극재에 알루미늄을 첨가한 것으로, 전기차 주행거리를 늘리기 위해 꼭 필요한 대용량 배터리 구현이 가능하면서도 안정성과 출력을 높이고 가격은 낮출 수 있는 소재다.
통상적으로 전기차에 활용되는 하이니켈 배터리에서 니켈 비중을 높일수록 용량은 늘어난다. 하지만 다른 원재료인 망간과 코발트의 비중이 줄어들면서 안정성과 출력은 낮아지기 때문에 니켈 함량을 80~90% 이상으로 높이는 데는 기술적인 한계점이 있었다. NCMA 양극재는 알루미늄을 활용해 이런 한계 점을 보완하며 니켈 비중을 높일 수 있게 됐다. 포스코케미칼의 한 관계자는 “독자 개발한 공정을 통해 알루미늄을 균일하게 배열하고 표면코팅 기술을 적용해 출력과 안정성을 함께 향상시켰다”며 “이번에 개발한 NCMA양극재는 니켈 함량을 80% 이상으로 늘려 배터리 용량을 크게 확대했다”고 말했다.
NCMA 양극재는 1회 충전에 500~600Km를 주행할 수 있는 3세대 전기차에 적용된다. 업계에서는 3세대 전기차가 상용화되면 내연기관 자동차와의 본격적인 경쟁이 가능해 전기차 대중화의 기폭제가 될 것으로 보고 있다. 또한 NCMA 양극재는 가격이 높고 변동성이 큰 희소금속인 코발트의 원가 부담을 줄여 배터리 가격도 크게 낮출 수 있다. 배터리 원가에서 니켈·코발트·망간이 차지하는 비중은 40%에 달하며, 이 중 코발트가 가장 비싸다.
포스코케미칼이 NCMA 양극재 기술 개발과 상업생산에 나선 것은 차세대 소재에 대한 기술격차를 확보하고 폭발적인 성장을 시작한 전기차 시장을 적극 공략하기 위해서다. 전기차 배터리 시장은 용량과 안정성에 장점이 있는 NCM 양극재와 출력에 장점이 있는 NCA(니켈·코발트·알루미늄 조성) 양극재가 양분해왔다. 하지만 전기차의 주행거리를 늘리기 위해 글로벌 배터리사들은 이 두 소재의 장점이 함께 발현될 수 있는 차세대 소재로 NCMA 양극재를 지목하고 기술 개발을 서둘러왔다. 업계 한 관계자는 “주행거리가 500~600km대에 진입하면서 시장 경쟁이 주행거리가 아닌 가격경쟁으로 넘어가게 될 것으로 보인다”고 말했다.
포스코케미칼은 글로벌 전기차 시장이 2020년 약 300만대에서 2025년에는 930만대 이상으로 연평균 25% 이상 성장할 것으로 전망됨에 따라 차세대 소재 혁신을 통해 급성장하는 전기차 배터리 시장 공략을 강화해 나갈 계획이다.
김도형 포스코케미칼 에너지소재연구소장은 “미래 수요에 대비하는 소재 선행개발을 더욱 가속화하며 배터리소재 시장을 선도해 나갈 것” 이라며, “고객과 시장을 만족시키는 혁신적인 제품으로 에너지소재분야 글로벌 1위로 올라설 것” 이라고 말했다.
/한동희기자 dwise@sedaily.com
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