포스코케미칼, 차세대 NCMA 양극재 개발…전기차 대중화 이끈다

성능ㆍ안정성 다 잡은 차세대 배터리 핵심소재…구미ㆍ광양서 상업생산 시작

▲포스코케미칼 에너지소재연구소에서 배터리 셀 품질 테스트를 하고 있다. (사진제공=포스코케미칼)

포스코케미칼이 차세대 전기차 배터리의 핵심소재인 NCMA 양극재 개발에 성공했다.

포스코케미칼은 전기차 배터리용 NCMA 양극재 시제품에 대한 고객사 평가를 마치고 상업생산을 준비하고 있다고 15일 밝혔다.

회사 관계자는 "고객사 주문에 따라 구미와 광양에 조성된 생산라인을 우선 활용해 상업생산을 시작할 계획"이라고 말했다.

NCMA 양극재는 기존의 하이니켈 NCM(니켈ㆍ코발트ㆍ망간 조성) 양극재에 알루미늄(Al)을 첨가해 제조한다. 전기차 주행거리를 늘리기 위해 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 있다.

지금까지 전기차 배터리 시장은 용량과 안정성에 장점이 있는 NCM 양극재와 출력에 장점이 있는 NCA(니켈ㆍ코발트ㆍ알루미늄 조성) 양극재가 양분해왔다.

그러나 전기차의 주행거리를 늘리기 위해 글로벌 배터리사들은 이 두 소재의 장점이 함께 발현될 수 있는 차세대 소재로 NCMA 양극재를 지목하고 기술 개발을 서둘러왔다.

포스코케미칼은 이번 NCMA 양극재 기술 개발 및 상업생산으로 차세대 소재에 대한 기술격차를 확보하고 폭발적인 성장을 시작한 전기차 시장을 적극 공략할 수 있을 것으로 기대하고 있다.

포스코케미칼의 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.

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 300만 대에서 2025년에는 930만 대 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.