포스코퓨처엠이 프리미엄부터 스탠다드·엔트리급까지 전기차 전용 배터리 소재 개발에 성공했다. 세분화되는 전기차 시장 흐름에 맞춰 맞춤형 소재 공급 역량을 강화한다는 전략이다.

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

울트라 하이니켈 양극재는 니켈 함량을 95% 이상으로 높여 에너지 밀도를 극대화, 전기차 주행거리를 늘릴 수 있는 프리미엄급 소재다. 포스코퓨처엠은 이를 미국·유럽 등 선진국 전기차뿐만 아니라 도심항공교통(UAM)용 배터리에도 공급할 목적으로 개발을 진행 중이다.

자율주행과 인공지능(AI) 기반 모빌리티 확대에 따라 전력 소모가 늘어날 것으로 예상되는 만큼 에너지밀도를 극대화한 울트라하이니켈 양극재 수요가 크게 늘어날 전망이다.다만 울트라 하이니켈 양극재는 니켈 함량이 높아 열안정성과 수명이 떨어지는 한계가 있다.

포스코퓨처엠은 주요 원료를 하나의 단위 입자구조로 결합한 단결정(single-crystal) 소재를 기존 다결정 소재와 복합 적용하고, 표면 코팅 및 부원료 보강을 통해 구조 안정성을 높였다. 또한 소성공정 생산성 향상을 통해 원가경쟁력까지 확보했다.

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. 또한 제조 시 무공침 전구체를 활용하고 원료 비중에서 고가의 니켈, 코발트 비율을 줄이는 한편 수산화리튬 대신 저렴한 탄산리튬을 사용하기 때문에 가격경쟁력도 높다.

포스코퓨처엠은 고객사 요청에 맞춰 양산 체제를 신속히 전환할 수 있도록 기술 확보를 이어가고 있다. 특히 울트라 하이니켈·미드니켈 양극재에 더해 지난 5월에는 포스코홀딩스 미래기술연구원과 함께 리튬망간리치(LMR) 양극재 파일럿 개발을 완료하며 연내 양산 기술 확보에도 속도를 내고 있다

포스코 관계자는 "포스코그룹은 포스코홀딩스 미래기술연구원에서 황화리튬, 고체전해질, 리튬메탈음극재와 같은 차세대 소재 연구개발도 진행하고 있다"며 "미래 배터리 산업을 선도할 것"이라고 말했다.