포스코케미칼, 차세대 전기차 배터리 핵심소재 NCMA 양극재 개발

포스코케미칼이 차세대 전기차 배터리의 핵심소재인 NCMA 양극재 개발을 완료하고, 상업생산에 들어갈 예정이라고 밝혔다.

포스코케미칼은 탑티어 전지사 공급을 목표로 전기차 배터리용 NCMA 양극재 공급을 위한 기술 개발을 진행해 왔으며, 현재 시제품에 대한 고객사 평가를 마치고, 상업생산을 준비하고 있다. 고객사 주문에 따라 구미와 광양에 조성된 생산라인을 우선 활용해 상업생산을 시작할 계획이다.

NCMA 양극재는 기존의 하이니켈 NCM(니켈․코발트․망간 조성) 양극재에 Al(알루미늄)을 첨가해 제조하는 것으로, 전기차 주행거리를 늘리기 위해 꼭 필요한 대용량 배터리 구현이 가능하면서도 안정성과 출력을 높이고 가격은 낮출 수 있는 소재다.

일반적으로 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 알루미늄(Al)을 활용해 이런 한계점을 보완하며 니켈 비중을 높일 수 있게 되는 원리다.

이번에 포스코케미칼이 개발한 NCMA양극재는 니켈 함량을 80% 이상으로 늘려 배터리 용량을 크게 높이면서, 독자 개발한 Al 도핑 공정으로 소재의 물리적 구조 내에 알루미늄을 균일하게 배열하고 표면코팅 기술을 적용해 출력과 안정성을 함께 향상시켰다.

이렇게 포스코케미칼이 NCMA 양극재 기술 개발과 상업생산에 나선 것은 차세대 소재에 대한 기술격차를 확보하고 폭발적인 성장을 시작한 전기차 시장을 적극 공략하기 위함이다.

지금까지 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.

NCMA 양극재는 1회 충전 시 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 가격이 높고 변동성이 큰 희소금속인 코발트의 원가 부담을 줄어들면 배터리 가격도 크게 낮출 수 있게 된다.

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.

포스코케미칼 김도형 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 밝혔다.