포스코퓨처엠, 고급전기차용 고함량·고전압 양극재 개발

▲울트라 하이니켈 양극재_결정구조(SEM).

포스코퓨처엠이 프리미엄 전기차 시장 공략을 강화하고, 스탠다드 및 엔트리 전기차 시장까지 모두 대응할 수 있는 양극재 포트폴리오를 구축하게 됐다.

포스코퓨처엠은 21일 프리미엄 전기차용 울트라 하이니켈 양극재와 고전압 미드니켈 양극재의 파일럿 개발에 성공했다고 밝혔다.

현재 N8x(니켈 함량 80% 이상 하이니켈 양극재) 중심의 프리미엄 양극재를 생산·공급중인 포스코퓨처엠은 이번에 개발한 95% 이상 함량 울트라 하이니켈 양극재의 양산 공급을 계기로 사업 경쟁력을 더욱 강화할 수 있게 됐다. 울트라 하이니켈 양극재는 에너지 밀도를 높여 주행거리를 극대화한 프리미엄 소재다.

포스코퓨처엠은 미국·유럽 등 주요 선진시장의 프리미엄급 전기차는 물론 미래교통으로 주목받고 있는 도심항공교통(UAM)에 공급할 목적으로 개발을 진행 중이다. 향후 모빌리티의 AI 활용 확대와 자율주행성능 고도화에는 다량의 전력사용이 필수적이므로, 에너지밀도를 극대화한 울트라 하이니켈 양극재 수요가 크게 늘어날 전망이다.

종전까지 울트라 하이니켈 양극재는 니켈 함량이 높아 상대적으로 열 안정성이 낮고 배터리 수명도 짧다는 한계를 띠고 있었다. 그러나, 포스코퓨처엠은 주요원료를 하나의 단위 입자구조로 결합한 단결정(single-crystal) 소재를 기존 다결정 소재와 복합 사용해 시장의 요구 성능을 확보했다.

아울러 포스코퓨처엠은 스탠다드 전기차 시장 공략을 위한 고전압 미드니켈 양극재 파일럿 개발도 완료했다.

고전압 미드니켈 양극재는 고가인 니켈 함량 비율을 60% 내외로 낮추고, 이에 따라 발생하는 에너지밀도가 낮아지는 문제는 고전압을 통해 해결할 수 있는 양극재다.

망간 비율을 높이고 단결정화를 통해 충·방전 시 수축·팽창을 최소화함으로써 안전성은 더욱 높일 수 있게 됐다. 또 제조 시 무공침 전구체를 활용하고 원료 비중에서 고가의 니켈, 코발트 비율을 줄이는 한편 수산화리튬 대신 저렴한 탄산리튬을 사용하기 때문에 가격경쟁력도 높다.

포스코퓨처엠은 이번 울트라 하이니켈·고전압 미드니켈 양극재 파일럿 개발에 이어 국내외 완성차 및 배터리사 등 고객사 요청 시 적기에 생산·공급할 수 있도록 양산 기술을 확보할 계획이다.

이찬우 기자 lcw@ekn.kr