포스코케미칼, GM-LGES 합작사 ‘얼티엄셀즈’에 양·음극재 공급

송고 2021.04.05 14:08 | 수정 2021.04.05 14:22
EBN 손병문 기자 (moon@ebn.co.kr)

양극재 이어 음극재 공급사 선정…전기차 배터리용 '저팽창 음극재' 독자개발

2030년 양극재 40만톤·음극재 26만톤 생산체제 구축...매출 23조원 달성 목표

포스코케미칼 세종 음극재공장 생산 라인 ⓒ

포스코케미칼이 전기차 배터리의 수명을 늘리고 급속충전을 돕는 음극재를 독자 개발, 미국 얼티엄셀즈에 공급한다.

포스코케미칼은 GM과 LG에너지솔루션이 미국에 합작 설립한 배터리사 ‘얼티엄셀즈’(Ultium Cells LLC)의 생산 시점에 맞춰 전기차 배터리용 음극재를 공급하기로 합의했다고 5일 밝혔다.

이는 작년 12월 양극재 공급사 선정에 이은 것으로, 포스코케미칼은 얼티엄셀즈에 배터리의 양대 핵심소재인 양극재와 음극재를 공급하는 것.

‘얼티엄셀즈’는 GM과 LG에너지솔루션이 2019년 50대 50의 지분으로 설립한 전기차 배터리셀 합작법인이다. 총 2조7000억원을 단계적으로 투자해 30Gwh 이상의 생산 능력을 확보할 계획이다. 미국 오하이오주 로즈타운에 공장을 건설중이다. 양산된 배터리셀은 GM의 다양한 전기차에 탑재된다.

이번 공급 합의로 포스코케미칼은 미국의 주요 전기차 배터리사인 얼티엄셀즈에 하이니켈 NCMA 양극재와 저팽창 음극재를 공급한다. GM의 전용 전기차 플랫폼 ‘얼티엄(Ultium)’에 포스코케미칼 제품이 핵심소재로 탑재된다.

포스코케미칼이 얼티엄셀즈에 공급하는 제품은 독자 개발한 저팽창 음극재로, 전기차 배터리에 필수인 안정성·수명·충전속도 성능을 크게 높이면서 가격은 낮춘 소재다. 현재 배터리 메이커들이 사용하는 음극재는 원료에 따라 천연흑연계와 인조흑연계로 구분되는데, 포스코케미칼은 두 제품의 장점을 살린 소재 개발에 성공했다.

천연흑연 음극재는 입자가 층을 이뤄 쌓인 판상형 구조로 에너지 저장 용량에는 강점이 있으나, 충전이 반복되는 과정에서 팽창으로 인한 구조변화가 일어나 수명이 짧아 지는 단점이 있다.

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 높다.

이에 포스코케미칼은 천연흑연을 원료로 활용해 가격을 낮추고, 팽창 방지를 위한 소재 구조 개선 공정을 적용해 인조흑연과 같은 수준으로 수명을 늘리고 충전 속도를 높인 저팽창 음극재를 개발했다.

포스코케미칼 관계자는 "세계 4위(약 11%) 수준인 음극재 글로벌 점유율을 높이고 시장 지위를 강화할 것"이라며 "독자 개발한 저팽창 음극재를 활용해 급성장세인 전기차 배터리 시장 공략을 가속화 할 계획"이라고 전했다.

얼티엄셀즈에 공급할 음극재를 생산할 세종 음극재공장이 단계적으로 건설되고 있는 모습. 포스코케미칼은 현재 4만4000톤의 음극재 생산능력을 2023년 12.1만톤, 2030년 26만톤까지 확대할 계획이다 ⓒ

포스코케미칼은 리튬-니켈-흑연 등의 원료 확보와 연계한 소재 밸류체인 완성, 양·음극재 양산능력 확대를 추진해 2030년까지 양극재 40만톤, 음극재 26만톤 생산체제를 구축할 방침이다. 2차전지소재 부문에서 글로벌 시장 점유율 20%, 매출액 연 23조원을 달성한다는 목표다.

포스코케미칼 정대헌 에너지소재사업부장은 “GM 공급사 선정은 포스코 그룹의 연구개발, 양산능력 확대, 원료투자 등 역량을 결집한 투자와 지원이 있었기 때문"이라며 "전기차 시대의 도래를 맞아 차별화된 경쟁력으로 글로벌 시장을 선도하는 소재 기업 지위를 더욱 공고히 할 것”이라고 말했다.

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