포스코퓨처엠, 울트라 하이니켈·고전압 미드니켈 양극재 개발

이차전지 소재 기업 포스코퓨처엠이 프리미엄 전기차용 울트라 하이니켈 양극재와 고전압 미드니켈 양극재의 시제품 개발에 성공했다고 오늘(21일) 밝혔습니다.

하이니켈 양극재는 니켈 함량을 95% 이상으로 늘려 에너지 밀도를 높인 양극재로, 주행거리를 극대화할 수 있어 프리미엄 소재로 분류됩니다.

현재 니켈 함량이 80% 이상인 'N8x' 중심의 양극재를 생산하는 포스코퓨처엠은 울트라 하이니켈 양극재 개발을 계기로 미국, 유럽 등 선진시장의 프리미엄급 전기차 및 도심항공교통(UAM) 시장 진출을 확대할 계획입니다.

울트라 하이니켈 양극재는 니켈 함량이 높아 상대적으로 열 안정성이 낮고 배터리 수명도 짧은 편인데, 포스코퓨처엠은 주요 원료를 하나의 단위 입자 구조로 결합한 단결정 소재를 기존 다결정 소재와 복합 사용해 요구 성능을 확보했다고 설명했습니다.

아울러 단결정 소재는 단단한 입자 구조로 충·방전 과정에서의 균열이 적은데, 여기에 부원료를 투입하고 소재 표면 코팅을 통해 구조 안정성을 더욱 높였다고 부연했습니다.

고전압 미드니켈 양극재는 고가인 니켈 함량 비율을 60% 내외로 낮추고, 이로 인해 발생하는 에너지 밀도 저하 문제는 고전압을 통해 해결한 양극재입니다.

포스코퓨처엠은 망간 비율을 높이고 단결정화를 통해 충·방전 시 수축·팽창을 최소화해 안전성을 높였습니다.

아울러 제조 시 무공침 전구체 활용, 원료 중 고가의 니켈, 코발트 비율 축소, 수산화리튬 대신 저렴한 탄산리튬 사용 등의 방법으로 가격경쟁력을 높였습니다.

포스코퓨처엠 관계자는 "개발 제품에 대한 자동차 및 배터리 업계의 요청에 대응해 적기 생산·공급할 수 있도록 양산 기술을 확보할 계획"이라며 "그룹 미래기술연구원을 통해 황화리튬, 고체전해질, 리튬메탈음극재 등 차세대 소재 연구개발을 진행하겠다"고 말했습니다.

[사진 출처 : 연합뉴스 / 포스코퓨처엠 제공]