[녹색경제신문 = 김지윤 기자] 포스코퓨처엠이 프리미엄 전기차부터 엔트리 전기차까지 모두 대응할 수 있는 양극재 포트폴리오를 완성했다. 
 
포스코퓨처엠은 프리미엄 전기차용 울트라 하이니켈 양극재와 고전압 미드니켈 양극재의 파일럿 개발에 성공했다고 21일 밝혔다. 

울트라 하이니켈 양극재는 니켈 함량을 95% 이상으로 늘림으로써 에너지밀도를 높여 주행거리를 극대화한 소재로, 프리미엄급 전기차는 물론 도심항공교통(UAM)에 공급할 목적으로 개발을 진행 중이다. 자율주행이 일상화가 되면 다량의 전력사용이 필수적이므로, 에너지밀도를 극대화한 울트라하이니켈 양극재 수요가 크게 늘어날 전망이다.

울트라 하이니켈 양극재는 상대적으로 열안정성이 낮고 배터리 수명도 짧은 편이지만, 포스코퓨처엠은 주요 원료를 하나의 단위 입자구조로 결합한 단결정(single-crystal) 소재를 기존 다결정 소재와 복합 사용해 요구성능을 확보했다.

단결정 소재는 단단한 입자구조로 충·방전 과정에서의 균열이 적고, 여기에 부원료 투입과 소재표면 코팅을 통해 구조 안정성을 더욱 높였다. 소성공정 생산성 향상을 통해 원가경쟁력도 확보할 수 있도록 했다.

포스코퓨처엠은 또한 스탠다드 전기차 시장 공략을 위한 고전압 미드니켈 양극재 파일럿 개발도 완료했다. 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.   

현재 포스코퓨처엠은 니켈 함량 80% 이상의 N8x 양극재를 생산하고 있는데, 이번 개발로 인해 울트라 하이니켈 양극재와 미드니켈 양극재까지 니켈 함량 별 다양한 포트폴리오 라인을 구축하게 됐다. 

이에 더해 포스코퓨처엠은 중국산 위주로 형성돼 있는 LFP 배터리를 대체할 LMR 배터리용 양극재 개발에도 나선다. LMR배터리는 GM, 포드 등 글로벌 완성차 회사들이 러브콜을 보내고 있는 저가형 배터리로, 엔트리 전기차에 주로 탑재된다. 포스코퓨처엠은 포스코홀딩스 미래기술연구원과 함께 LMR 양극재 파일럿 개발을 마치고 연내 양산기술을 확보키로 했다. 

한편 포스코그룹은 포스코홀딩스 미래기술연구원에서 황화리튬, 고체전해질, 리튬메탈음극재와 같은 차세대 소재 연구개발도 진행하며 미래 배터리 산업을 선도한다는 방침이다.