[단독] SK머티, 올해 말부터 전기차용 ‘실리콘 음극재’ 양산 돌입

SK머티리얼즈 그룹14(SK머티14)가 올해 안에 ‘차세대 실리콘 음극재’ 양산에 나선다고 15일 밝혔다. SK머티14는 미국 배터리 소재 기업인 그룹14테크놀로지스(그룹14)의 차세대 실리콘 음극재 관련 특허 기술과 SK㈜머티리얼즈의 생산 및 마케팅 능력을 결합해 만든 합작회사다.

지금까지 전기차 배터리에는 상대적으로 가격이 저렴하고 안전성이 높은 흑연 음극재를 주로 사용해왔다. 하지만 충전 용량이 작고, 시간이 오래 걸린다는 단점이 있었다. 게다가 전 세계에서 쓰이는 흑연의 90% 이상이 중국에서 정제된다는 사실도 부담 거리다.

지난 3월 서울 코엑스에서 열린 배터리 산업 전시회 '인터배터리 2023'에서 참관객들이 SK온 부스를 둘러보고 있다. 연합뉴스

이런 단점을 극복한 소재가 실리콘 음극재다. 흑연 음극재보다 에너지 밀도가 10배 이상 높아 주행 거리가 길고 배터리 크기를 줄일 수 있다. 충전 시간도 단축할 수 있다. 이런 장점에도 불구하고 실리콘의 부피 팽창으로 인한 수명 감소 문제가 약점으로 꼽혔다. 현재까지 저함량의 실리콘 음극재만이 상용화된 이유다.

SK머티14가 생산을 앞둔 차세대 음극재는 이런 문제를 해결했다. 실리콘 함량을 높이면서도 부피 팽창은 최소화하는 구조로 개발하면서다. 덕분에 배터리 수명 저하와 충전시간 문제를 해결하는 동시에 주행거리를 획기적으로 늘렸다.

김경진 기자

우수한 소재 특성 덕에 실리콘 음극재 시장은 당분간 가파른 성장세가 예상된다. 시장조사기관인 SNE리서치에 따르면 2024년 2만6000t 선인 실리콘 음극재 수요는 오는 2030년에는 22만2000t으로 10배 가까이 커질 것이란 전망이다. 포르쉐와 메르세데스-벤츠, 폭스바겐 등 주요 글로벌 완성차 업체들은 차세대 실리콘 음극재 도입을 준비 중이다.

SK머티14 측은 “현재 개발된 차세대 실리콘 음극재 중 우리 제품의 품질이 가장 뛰어난 것으로 평가받고 있다”며 “관련 업계에서 사실상 가장 먼저 본격적인 생산을 하는 것”이라고 전했다. 이 회사는 우선 전기차 10만~20만 대에 사용될 수 있는 물량인 연간 2000t의 음극재를 생산해 시장을 선점한다는 목표다. 또 오는 2027년까지 생산 규모를 연 1만t 이상으로 늘려간다는 계획이다.

한편 완성차·배터리 업계는 미국 인플레이션감축법(IRA)에 따라 중국이 장악하고 있는 음극재 시장에서 대체재를 찾아야 하는 형편이다. 여기에 주행거리와 충전 속도를 개선한 고성능 전기차 배터리를 원하는 소비자 수요도 충족시켜야 해 차세대 실리콘 음극재 시장에 눈을 돌리는 상황이다. 결국 차세대 실리콘 음극재 개발 및 양산 경쟁이 더 치열해질 것이란 얘기다.

이수기 기자 lee.sooki@joongang.co.kr