화학뉴스

음극재는 전기자동차(EV)용 LiB(Lithium-ion Battery) 시장이 성장함에 따라 소재 전환이 요구되고 있다.
EV 배터리는 경량화, 주행거리 확보 등이 요구됨에 따라 용량 및 에너지 밀도 개선이 요구되고 있으나 기존 흑연계 음극재는 용량 확대에 한계점을 나타내고 있어 실리콘(Silicone)계 대체 R&D(연구개발)가 집중되고 있다.
Wacker Chemie, Shin-Etsu Chemical은 실리콘 옥사이드(Oxide), 실리콘 카바이드(Carbide) 등 실리콘계 음극재를 개발하고 있으며 2018년까지 상업화를 목표로 하고 있다.
국내에서는 대주전자재료가 실리콘 옥사이드 음극재 상업화를 추진하고 있다.
LiB 음극재는 흑연계를 대체하기 어려워 수십년간 채용을 지속했고 주로 스마트폰, 태블릿PC 등 소형 가전제품에 투입됐으나 전기자동차용은 용량 확대가 필수적이어서 소재 전환이 불가피한 것으로 파악되고 있다.
시장 관계자는 “흑연계 음극재는 1g당 350mAh, 실리콘계는 1500mAh까지 끌어올릴 수 있어 LiB 대형화에 적합하다”며 “하지만, 수명 단축과 부풀림 현상을 완벽하게 개선할 필요가 있다”고 밝혔다.
Wacker Chemical, Shin-Etsu Chemical은 실리콘과 복합소재를 나노화해 부풀림 현상을 해결하고 배터리 수명을 기존 흑연계와 비슷한 수준까지 끌어올릴 수 있는 것으로 알려졌다.
실리콘계 음극재는 2018년 상업화할 계획이지만 2020년부터 투입이 본격화될 것으로 예상되고 있으며 국내시장은 대주전자재료 외에도 국산화가 요구되고 있다.
시장 관계자는 “기존 흑연계 음극재도 98% 이상 수입제품에 의존하고 있는 가운데 실리콘계 음극재를 국산화할 수 있을지 의문”이라며 “정부, 대기업들이 나서서 R&D에 적극적으로 투자해야 한다”고 밝혔다. <허웅 기자>