양극재는 배터리 원가의 약 40%를 차지하며, 배터리의 성능을 결정하는 핵심 소재입니다. 양극재는 니켈(Ni)·코발트(Co)·망간(Mn)·알루미늄(Al)·인산철(FePO₄)과 같은 금속 성분과 리튬의 조합으로 만들어지는데, 사용하는 금속과 그 비율에 따라 배터리의 용량, 에너지밀도, 안정성, 수명, 가격경쟁력이 결정됩니다.

포스코퓨처엠이 개발, 생산하고 있는 대표적인 양극재로는 NCM, NCMA, NCA, LFP 등이 있는데요. 각각의 특징을 소개해드리겠습니다.

NCM – 양극재의 대표주자

NCM 양극재는 니켈(Ni)·코발트(Co)·망간(Mn)으로 구성된 가장 대중적으로 사용되는 삼원계 양극재입니다.

NCM 양극재는 에너지 밀도가 높아 전기차의 주행거리를 늘리기에 유리하며, 세 가지 원소의 구성 비율을 조정해 6:2:2, 8:1:1, 9:0.5:0.5 등 용도에 맞는 성능 최적화가 가능합니다. 최근 포스코퓨처엠은 ‘고전압 미드니켈 양극재’의 개발을 완료하고 국내외 완성차 및 배터리사 등 고객사 요청 시 적기에 생산·공급할 수 있도록 양산 기술을 확보하고 있는데요.

고전압 미드니켈 양극재는 스탠다드 전기차 시장을 겨냥해 값비싼 니켈*의 함량 비율을 60% 내외로 낮추고, 이에 따른 에너지밀도 저하 문제를 고전압을 통해 해결해, 고출력과 안정성을 동시에 잡은 차세대 배터리 소재입니다.

*니켈의 함량을 높일수록 출력과 주행거리가 증가하나 안정성이 낮아지고, 가격이 비싼 특징이 있음.

NCMA – 프리미엄 EV의 심장

NCMA 양극재는 NCM에 알루미늄(Al)을 추가해 열·화학적 안정성을 향상시킨 소재로, 수명과 안정성을 확보하고 급속 충전 성능도 향상시킨 양극재입니다. 이러한 고성능 특성을 바탕으로 주로 ‘하이니켈*’로 불리는 배터리의 양극재로 사용되며 프리미엄급 전기차 배터리의 소재로 사용되고 있습니다.

*하이니켈 : 니켈의 함량이 80% 이상인 양극재(혹은 배터리)를 의미. 니켈 함량이 높을수록 배터리가 더 많은 리튬 이온을 저장할 수 있게 되어 전기차의 주행 거리가 획기적으로 늘어남.

포스코퓨처엠은 현재 니켈 함량 90% 수준의 하이니켈 NCMA 양극재를 양산해 글로벌 완성차, 배터리 업체에 공급하고 있습니다. 특히, 포스코퓨처엠은 입자 간의 결합력을 높여 균열을 방지하는 ‘단결정 양극재’ 기술을 적용해, 배터리의 안정성과 수명을 대폭 늘리는 데 성공했습니다. 최근에는 니켈 함량을 95%까지 올려 출력과 주행거리를 극대화한 ‘울트라 하이니켈’ 양극재의 개발을 마치고 양산 기술을 확보하고 있습니다.

NCA – 고출력·고밀도의 스피드머신

NCA 양극재는 기존 NCM에서 망간(Mn) 대신 알루미늄(Al)을 사용해 구조적인 안정성을 확보하고, 고출력·고에너지 밀도를 지향하는 소재입니다. 덕분에 단위 무게당 용량을 최고 수준으로 끌어올릴 수 있고, 고출력 특성으로 주로 고성능 전기차나 전동공구 배터리에 사용됩니다. 포스코퓨처엠은 지난 2024년 포항에서 3만톤 규모의 NCA 양극재 공장의 본격 출하를 시작으로 광양에도 연산 5만2500톤의 NCA 양극재 전용 공장을 건설해 총 8만2500톤의 NCA 양극재 생산체제를 갖출 예정입니다.

LFP – 안전·수명의 절대강자

LFP 양극재는 삼원계 배터리에 비해 출력은 낮지만 그만큼 열·화학적 안정성이 높고 긴 수명과 저렴한 가격이 특징인 소재로, 주로 엔트리급 전기차와 ESS 등 다양한 분야에서 활용도가 높아지고 있습니다.

최근 북미 시장에서 ESS용 LFP배터리 수요가 급증함에 따라 포스코퓨처엠은 피노(FINO)와 합작해 포항에 연산 최대 5만톤 규모의 LFP 양극재 공장을 건설하고, 2027년 양산을 목표로 하고 있습니다. 이뿐만 아니라 LFP 시장 조기진입을 위해 기존 포항 양극재 공장 삼원계 양극재 생산라인 일부를 LFP 양극재 생산라인으로 개조해 올해 말부터 공급을 개시할 예정입니다.

음극재는 배터리 원가의 약 14% 비중을 차지하며, 리튬이온을 저장했다 방출하면서 전류를 흐르게 하는 역할을 수행하는 소재입니다. 현재 시장에 상용화된 음극재는 크게 흑연계와 실리콘계 음극재로 나뉘는데요. 포스코퓨처엠이 개발, 생산하고 있는 음극재 제품과 각각의 특징을 소개해 드리겠습니다.

천연흑연 음극재 – 음극재의 베스트셀러

천연흑연 음극재는 가장 널리 쓰이는 표준형 소재로, 지구상에 풍부하게 존재하는 흑연을 원료로 높은 가격 경쟁력과 안정적인 공급이 가능할 뿐만 아니라, 준수한 에너지 밀도와 수명을 가진 가장 범용성이 높은 소재입니다. 포스코퓨처엠은 국내 유일 흑연계 음극재 생산 기업으로서 2010년 천연흑연 음극재 국산화에 성공 후 현재 글로벌 고객사들에게 천연흑연 음극재를 활발히 공급하고 있습니다.

인조흑연 음극재 – 정밀하게 빚은 출력의 장인

인조흑연 음극재는 코크스를 원료로 3,000°C 이상의 고온 열처리를 통해 만들어지는데요. 안정성과 수명, 급속충전 성능이 천연흑연 음극재에 비해 우수해 글로벌 음극재 시장에서 약 70%의 점유율을 차지하고 있습니다. 포스코퓨처엠은 천연흑연 음극재에 이어 국내 최초 인조흑연 음극재 개발에 성공해 포항에 연산 8천톤 규모의 인조흑연 음극재 공장을 보유하고 있습니다. 또한, 인조흑연 음극재의 원료인 침상코크스는 자회사 포스코MC머티리얼즈가 자체 생산하고 있어 원료부터 소재까지의 공급망을 내재화 해 안정적인 생산·공급이 가능하죠.

저팽창 천연흑연 음극재 – 팽창을 억제한 장수명 파수꾼

저팽창 천연흑연 음극재는 기존 천연흑연 음극재의 소재 구조를 개선해 팽창률을 25%, 급속 충전 성능을 15% 향상시키면서도 팽창을 줄여 배터리 안정성과 수명을 높인 소재입니다. 또한, 인조흑연 대비 제조 원가는 낮춰 천연·인조흑연 음극재의 장점을 결합한 소재​라고 할 수 있죠. 저팽창 천연흑연 음극재는 포스코퓨처엠이 독자개발한 소재로, 제품의 우수성을 인정받아 글로벌 공급사에 활발히 공급하고 있습니다.

실리콘 음극재 – 음극재의 게임체인저

실리콘 음극재는 기존의 흑연계 음극재 대비 10배 높은 용량과 고출력 성능을 가지고 있어 동일 면적대비 배터리 용량을 혁신적으로 늘릴 수 있는 차세대 소재입니다. 특히, 커피 한 잔 마시는 짧은 시간에 충전을 완료하는 초급속 충전 시대를 여는 열쇠로써 주목받고 있는데요. 아직까지는 수명과 부피팽창 등의 이유로 흑연계 음극재에 4~5% 정도 첨가하는 수준으로 사용이 되고 있지만, 최근에는 성능 강화를 위한 기술적 노력이 지속되고 있어 머지 않아 완전한 상용화가 기대되고 있습니다.

포스코퓨처엠은 포스코홀딩스 미래기술연구원, RIST와 함께 그룹의 연구 역량을 결집해 실리콘-탄소복합체(Si-C), SiOx(실리콘산화물) 등 실리콘 음극재 사업화를 추진 중에 있습니다.

포스코퓨처엠은 NCM, NCMA, LFP 등 다양한 양극재부터 흑연계, 실리콘계 음극재까지 배터리 핵심 소재 전반을 포괄하는 제품 포트폴리오를 갖추고 있으며, 고객의 다양한 니즈에 유연하게 대응하며 시장 경쟁 우위를 강화하고 있습니다.

최근에는 미국의 전고체 배터리 기업 팩토리얼 에너지와 전고체 배터리 기술개발 MOU를 체결하고, 전고체 배터리용 양극재, 실리콘 음극재 등의 연구개발을 추진하는 등 차세대 소재개발에도 박차를 가하고 있는데요. 또한, 포스코그룹의 역량을 바탕으로 리튬, 니켈 등 광물 채굴부터 전구체, 양·음극재 생산, 그리고 폐배터리 리사이클링까지 이어지는 공급망을 완성했습니다. 이는 글로벌 공급망 이슈 속에서도 흔들림 없이 소재를 공급할 수 있는 강력한 원동력입니다. 안정적인 공급망과 기술력을 바탕으로 글로벌 배터리 시장을 선도해 나갈 포스코퓨처엠의 미래를 지켜봐주세요!

※ 이 콘텐츠는 포스코퓨처엠 스토리 기사를 토대로 제작되었습니다.

우리 일상에서 자동차를 달리게 하고, 전기를 저장하며, 수천 도의 고열을 견디게 하는 기술의 바탕, 그 중심에는 언제나 ‘소재’*가 있습니다. 그렇다면, 이 중요한 소재를 누가 만들고 있을까요? 바로 포스코퓨처엠인데요! 배터리의 핵심 소재인 양극재와 음극재는 물론, 고온의 제철 공정을 가능케 하는 내화물까지. 포스코퓨처엠이 만든 다양한 소재들은 지금 이 순간에도 우리의 삶과 미래를 바꾸는 데 쓰이고 있죠. <뿌리를 찾아서>는 포스코퓨처엠이 만든 주요 소재들이 어떻게 우리 일상과 산업 속에 스며들었는지 그 발자취를 따라가 보는 이야기입니다. 두 번째 편에서는 배터리의 충전 속도와 수명을 좌우하는 ‘음극재’의 뿌리를 따라가 봅니다.

*소재 (素材) : 어떤 것을 만드는 데 바탕이 되는 재료

음극재는 양극재와 함께 배터리를 구성하는 4대 핵심 소재 중 하나입니다. 양극에서 나오는 리튬이온을 받아들였다가 다시 방출하며 전류를 흐르도록 하는 역할을 맡고 있죠. ‘더 빠르게 충전되고, 더 오래 쓸 수 있는 배터리 소재’를 만드는 것이 무엇보다 중요해진 요즘, 배터리의 충전 속도와 수명을 결정짓는 음극재의 중요성은 아무리 강조해도 지나치지 않습니다.

음극재란 ‘음극을 구성하는 재료’라는 뜻인데요. 그렇다면 ‘음극’이라는 용어는 어디서 온 걸까요? 지난 시간 양극재 편(보러가기)에서 소개한 영국의 과학자 ‘마이클 패러데이(Michael Faraday)’가 바로, 음극이라는 용어도 명명했습니다. ‘올라가는 길’을 뜻하는 그리스어 ‘Anodos’에서 유래되어 오늘날 ‘Anode’라고 불리게 되었죠.

여기서 또 하나 흥미로운 사실이 있습니다. 마이클 패러데이가 전기화학 용어를 정의한 것은 혼자만의 성과가 아니었는데요. 요즘 표현으로 ‘이과 감성’이 가득해 언어에는 다소 약했던 패러데이는, 전기화학 용어를 정하는 과정에서 평소 인문학에 조예가 깊었던 영국의 성직자이자 과학자 ‘윌리엄 휴얼(William Whewell)’에게 조언을 구했다고 해요. 휴얼이 패러데이의 의도에 맞는 단어를 몇 가지 제안했고, 그 결과 오늘날 우리가 쓰는 ‘Anode’와 ‘Cathode’라는 용어가 탄생한 것이죠. 패러데이와 휴얼이 어떤 방식으로 용어를 정의했는지 궁금하지 않으신가요? 두 사람은 편지를 주고받으며 의견을 나눴다고 하는데요. 지금부터 Anode와 Cathode라는 용어를 명명하는 데 영향을 준 것으로 보이는 편지 내용 일부를 소개합니다.

음극재의 뿌리를 따라가려면 1800년, 세계 최초의 전지인 ‘볼타(Volta) 전지’가 등장한 시점으로 거슬러 올라가야 합니다. 볼타전지는 묽은 황산용액(H2SO4)에 아연(Zn)과 구리(Cu) 금속판을 넣어 만들었는데, 이 중 ‘아연 금속판’이 전자를 잘 내보낼 수 있어 ‘음극’ 역할을 했습니다. 즉, 최초의 음극재는 아연이었던 셈이죠.

하지만 볼타전지는 충전이 불가능하고 수명이 짧다는 단점이 있었습니다. 이를 개선하고자 ‘납(Pb)’을 음극재로 활용한 최초의 충전식 전지인 납축전지가 개발되었는데요. 납축전지는 저렴하고 안정성이 뛰어나 자동차의 저전압 배터리 등에 널리 쓰였지만, 음극재로 사용된 납이 인체와 환경에 유해하다는 사실이 알려지면서 그 한계가 드러났습니다. 이후 카드뮴, 수소 합금 등 다양한 소재를 음극재로 활용한 배터리들이 잇따라 등장했고, 이런 과도기를 거쳐 마침내 오늘날의 리튬이온 배터리로 발전하게 되었죠.

현대 리튬이온 배터리에 사용되는 음극재의 형태를 최초로 구현한 사람은 바로 일본의 요시노 아키라(吉野 彰, Yoshino Akira) 박사입니다. 1980년대, 요시노 박사는 탄소 소재가 리튬과 반응성이 좋다는 사실을 발견하고, 석유 코크스를 음극재로 사용한 리튬이온 배터리를 개발해 냈습니다. 이로써 오늘날 음극재의 대표 원료로 ‘흑연’이 널리 사용되는 계기가 마련된 셈이죠. 현재 음극재용 흑연은 ‘천연흑연’과 ‘인조흑연’ 두 가지가 주로 사용되고 있습니다.

천연흑연 음극재는 에너지 저장용량이 크고 매장량도 풍부해 가격 경쟁력이 뛰어납니다. 인조흑연 음극재는 코크스를 가공해 제조하며, 고속 충전에 유리하고 고온 가공을 거쳐 구조적 안정성을 높일 수 있다는 장점이 있죠. 이 외에도 최근에는 전기차의 주행거리를 크게 늘리고 충전 속도의 한계를 극복하고자 실리콘, 리튬메탈 등 신소재를 활용한 음극재 기술도 활발하게 연구·개발되고 있어요.

특히 ‘실리콘 음극재’는 흑연 대비 최대 10배에 달하는 용량을 제공해 전기차의 주행거리를 크게 향상시킬 수 있고, 급속 충전 설계에도 유리합니다. 다만 아직까지는 수명과 부피 팽창 등의 기술적 과제가 남아 있어, 현재는 흑연계 음극재에 일정 비율만을 첨가하는 방식으로 사용되고 있죠. 이러한 과제를 개선하고자 학계와 업계에서는 성능을 강화하려는 연구에 한창인데요. 머지않아 완전한 상용화를 기대해 볼 수 있겠죠?

리튬메탈 음극재는 금속 리튬을 활용한 음극재로 배터리의 무게당 에너지 밀도를 획기적으로 높일 수 있어 최근 큰 주목을 받고 있습니다. 특히 ‘꿈의 배터리’로 불리는 전고체 배터리에 적용될 경우, 전기차의 주행 거리를 대폭 늘릴 수 있다는 점에서 미래 전기차 배터리 시장을 이끌 차세대 소재로 각광받고 있습니다.

지금까지 음극재의 시작과 현재, 나아가 미래까지의 발전 양상을 살펴봤습니다. 음극재는 배터리의 충전 속도와 수명에 직접적인 영향을 주는 핵심 소재인 만큼, 그 성능이 곧 배터리의 성능이라고 해도 과언이 아닌데요.

포스코퓨처엠은 국내 유일 흑연계 음극재 생산 기업으로, 인조흑연 음극재는 물론, 천연흑연 음극재의 중간 소재인 구형흑연의 국산화 추진에도 적극적으로 힘을 쏟고 있어요. 또, 특정 국가에 대한 원료 의존도를 낮추고, IRA* 등 권역별 공급망 강화 정책에 대응하려는 노력도 꾸준히 이어오고 있습니다.

*IRA(Inflation Reduction Act, 인플레이션 감축법) : 미국의 경제와 사회에 중요한 영향을 미치는 인플레이션 완화, 기후변화 대응, 의료비 지원, 법인세 인상 등을 주요 내용으로 2022년 미국에서 제정된 법률.

이뿐만 아니라, 포스코홀딩스의 미래기술연구원, 포항산업과학연구원(RIST) 등 그룹사와의 협업을 통해 실리콘, 리튬메탈 음극재 등 차세대 음극재 개발에도 박차를 가하고 있는데요. 이를 바탕으로 글로벌 음극재 시장을 주도해 나가는 기업으로 도약해 나갈 계획입니다. 음극재 시장의 새로운 기준을 만들어 갈 포스코퓨처엠의 행보에 많은 기대 부탁드립니다!

※ 이 콘텐츠는 포스코퓨처엠 스토리 기사를 토대로 제작되었습니다.

급변하는 글로벌 정세와 산업계 변화 속에서 철강•에너지소재•인프라 등 포스코그룹의 주요 사업에 대한 현안을 전문가의 시선으로 진단해본다. 현재 가장 뜨겁고 중요한 이슈를 짚어보고, 분야별 전문가와의 심층 대담을 통해 그에 대한 해답을 모색해보자. 두 번째 대담에서는 한국 이차전지 산업의 현황을 진단하고, 공급망 리스크를 극복할 방안과 미래 방향성을 살펴본다.

최근 글로벌 이차전지 산업은 복합적인 도전에 직면해 있다. 미국의 자동차 부품에 대한 25% 추가 관세 부과는 한국 배터리 산업에 직접적인 압박으로 작용하는 동시에, 중국 의존도를 낮추고 공급망을 다변화할 수 있는 전략적 기회이기도 하다. 전기차 수출이 잠시 숨 고르기에 들어간 사이, ESS(에너지저장장치) 분야에서는 미국의 대중(對中) 관세 정책을 계기로 K-배터리의 글로벌 진출 가능성이 한층 커지고 있기 때문이다.

이와 동시에 중국은 막대한 내수시장과 정부 주도의 대규모 투자, 그리고 가격 경쟁력을 무기로 이차전지 소재와 배터리 시장에서 영향력을 키워가고 있다. 이러한 글로벌 시장의 구조적 변화와 함께, 한국 이차전지 소재 산업이 마주한 위기와 기회, 그리고 포스코그룹의 전략적 대응과 정부의 역할에 대해 구체적으로 짚어보고자 한다. 지금은 위기와 기회가 공존하는 변곡점이다. 선택과 집중을 통해 고부가가치 영역에서의 확실한 경쟁력을 구축하는 전략이, 앞으로 한국 이차전지 산업의 미래를 좌우할 것이다.

중국의 소재 경쟁력은 단순한 ‘가격 우위’가 아닌, ‘기술+공급망+정책’이라는 삼중 구조 위에 세워져 있습니다. 중국은 풍부한 내수시장과 가격 경쟁력을 바탕으로 글로벌 시장을 확대하고, 중앙정부와 지방정부가 파격적인 지원으로 경쟁력을 더욱 강화하고 있습니다. 한국이 이 구조적 열세를 극복하기 위해서는 광물의 공급원 다변화, 정제•가공 기술 내재화, 해외 공급망과의 전략적 파트너십 확대가 필요합니다. 포스코의 아르헨티나 리튬프로젝트는 이와 같은 전략의 대표적 사례입니다.

이처럼 공급망 구조를 견고히 하는 전략이 국내 기업 전반에 확산돼야 할 것으로 보입니다. 현재는 전기자동차의 수요 부진으로 사업에 어려움이 있지만, 전기차 수요가 다시 급증할 시점에 빠르게 대응할 수 있는 기반 마련이 중요합니다. 또한, 미국의 IRA, 유럽의 CRMA 등 공급망의 ‘출처’를 따지는 법안에 대응해, 비(非)중국 중심의 친환경 공급망 체계 구축이 필수적입니다.

이차전지 산업은 일반적으로 배터리 셀 제조사가 중심이 되는 산업으로 여겨지곤 합니다. 하지만 실제로 배터리의 성능, 안정성, 수명 등을 좌우하는 결정적인 요소는 배터리 내부에 쓰이는 핵심 소재들입니다. 양극재, 음극재, 분리막, 전해액과 같은 소재가 제 역할을 하지 못하면, 아무리 뛰어난 셀 설계 기술이 있다 하더라도 배터리의 성능을 제대로 끌어올릴 수 없습니다.

▲원료, 양극재, 원통형 배터리 사진(왼쪽부터 리튬, 원통형 배터리, 니켈, 양극재, 코발트).

그런데 이 소재들은 단순히 ‘좋은 재료’이기만 해서 되는 것이 아닙니다. 배터리 셀과 어떤 방식으로 결합되는지, 제조 공정과 얼마나 정밀하게 맞아떨어지는지가 매우 중요합니다. 예를 들어, 에너지 밀도를 높이기 위해 니켈 비중이 높은 양극재를 사용하면 충전 용량은 커질 수 있지만, 수명 저하나 안전성 문제가 뒤따릅니다. 실리콘이 포함된 음극재는 충전 용량은 좋지만, 충전과 방전 과정에서 부피 팽창이 일어나 이를 제어하지 않으면 셀 자체의 안정성과 수명에 문제가 생길 수 있습니다.

그렇기 때문에 소재 기업과 셀 제조사는 별개로 움직일 수 없으며, 기술적으로도 긴밀히 협력할 수밖에 없습니다. 소재 공급사가 셀 제조사의 요구를 단순히 따라가기만 하는 위치에 머물러서는, 산업 전체의 경쟁력을 유지하기 어렵습니다.

예를 들어, 셀 제조사가 요구하는 전극 밀도, 코팅 두께, 전해질 호환성 등에 대한 사전 공유 세션을 정례화하거나, 파일럿 단계에서의 공동 평가 체계를 운영하는 것도 실현 가능한 협력 방식입니다. 이는 소재 기업에게는 개발 방향성과 기술 투자의 확실성을, 셀 제조사에게는 맞춤형 소재 확보와 리스크 최소화를 보장하는 구조로 평가할 수 있을 것입니다.

이런 균형 있는 협력 구조가 정착되면, 소재기업은 독자적인 기술 경쟁력을 확보하게 되고, 셀 제조사는 더 빠르고 안정적으로 차세대 배터리를 시장에 출시할 수 있게 됩니다. ‘함께 성장하는 구조’, 이것이 지속 가능한 배터리 산업 생태계를 만들기 위한 핵심 방향입니다.

이차전지 산업이 글로벌 핵심 산업으로 빠르게 부상하면서, 이제는 소재 하나하나가 단순한 원재료를 넘어 ‘전략 자산’으로 여겨지고 있습니다. 특히 배터리의 성능과 안정성을 좌우하는 양극재와 음극재는 전기차•에너지저장장치(ESS) 시장 확대와 맞물려 그 중요성이 더욱 커지고 있습니다. 이런 흐름 속에서 포스코그룹은 단순한 철강기업을 넘어, 이차전지 소재 분야에서 중요한 주도권을 확보한 몇 안 되는 국내 기업 중 하나입니다.

포스코퓨처엠을 중심으로 한 포스코그룹의 소재 사업은 양극재와 음극재 양쪽 모두에서 사업 기반을 빠르게 확장하고 있습니다. 특히 니켈 비중이 높은 고성능 양극재를 안정적으로 생산할 수 있는 역량을 갖추고 있으며, 흑연을 기반으로 한 음극재 분야에서도 글로벌 Top 10에 속하는 유일한 중국 외 기업으로서 매우 의미 있는 경쟁력을 보유하고 있습니다. 여기에 그치지 않고, 그룹 차원에서 리튬, 니켈, 망간 등 핵심 광물의 확보와 이 광물로부터 불순물을 제거하고 원하는 성분만 추출하는 정련•정제 능력 내재화까지 추진하고 있다는 점은 포스코그룹의 가장 큰 강점입니다.

‘소재-광물-공정’이 연결된 구조는 단순히 수직 계열화라는 형식적 의미를 넘어서, 공급망 전체를 그룹 안에서 안정적으로 관리할 수 있다는 점에서 큰 전략적 가치를 지닙니다. 글로벌 시장에서는 소재를 생산하더라도 광물 확보에서 불안정성이 발생하면 공급이 끊기거나, 원가가 급등하는 위험이 따르기 때문입니다.

앞으로는 이러한 강점을 더욱 확실한 경쟁력으로 발전시키기 위해 두 가지 방향의 전략적 접근이 필요하다고 생각합니다.

첫째, 글로벌 완성차와 배터리 셀 제조사들과의 전략적 공급 계약 확대입니다. 포스코그룹이 확보한 소재 역량과 광물 자산은 전 세계 고객사 입장에서 매우 매력적인 조건입니다. 이를 토대로 안정적인 수요처를 확대하고, 기술 공동개발이나 장기 공급 파트너십으로 이어질 수 있도록 관계를 넓혀야 합니다.

둘째, 친환경성과 기술 내재화를 동시에 달성하는 이차전지 공급망 고도화입니다. 앞으로는 단순히 양이 많은 공급보다, 얼마나 친환경적인 방식으로, 그리고 중국 이외의 자원을 활용해 생산하느냐가 중요해질 것입니다. EU의 CRMA(핵심원자재법), 미국의 IRA(인플레이션감축법) 이후 이어지는 관세 정책처럼 공급망의 ‘출처’를 따지는 시대가 본격화되기 때문입니다. 포스코그룹은 ESG(환경•사회•지배구조) 측면에서도 강점을 가진 기업이므로, 글로벌 인증 및 규제 대응 체계를 선제적으로 구축하고, 이를 소재 사업에 연계하는 전략이 필요하다고 봅니다.

최근 글로벌 배터리 시장은 눈에 띄게 빠른 속도로 재편되고 있습니다. 특히 가격 경쟁력을 내세운 중국산 LFP 배터리가 전기차 시장의 대중화 흐름과 맞물리며 점유율을 빠르게 높이고 있고, 이에 따라 배터리 소재 시장 역시 새로운 방향 전환을 요구 받고 있습니다.

이런 변화는 한국 배터리 업계에 위협이 되기도 하지만, 오히려 새로운 전략적 기회를 창출할 수 있는 계기이기도 합니다. 포스코퓨처엠이 성능과 가격의 균형을 노린 LMR 소재에 집중하고 있는 것은, 중국과의 단순 가격 경쟁이 아닌 차별화된 기술력과 제품군으로 시장을 공략하겠다는 전략적 선택으로 보입니다.

LMR은 에너지 밀도는 LFP보다 높고, 희귀금속 의존도가 낮아 원가 측면에서 경쟁력이 있습니다. 또, 재활용 측면에서도 LFP보다 유리한 구조를 가지고 있어 장기적으로 성능과 가격 경쟁력을 동시에 갖춘 대안이 될 것으로 보입니다. 다시 말해, LFP보다 조금 더 좋은 성능을 원하지만, 고가의 하이엔드 배터리는 부담스러운 고객층을 타깃으로 하는, ‘중간 시장을 정조준’한 전략입니다. 이는 앞으로 배터리 수요가 다양화될 글로벌 시장에서 매우 유효한 방향이라 판단됩니다.

결국 LMR과 같은 차별화 전략은 포스코퓨처엠의 기술 자산을 효과적으로 활용하는 방식이며, 이는 분명 강력한 경쟁력이 될 수 있습니다. 하지만 시장의 주류가 LFP 쪽으로 쏠리는 현실을 외면하지 않고, LFP 대응 전략 또한 하나의 축으로 가져가는 이중 구조가 더 큰 시너지를 낼 것으로 보입니다. 실제로 LFP는 에너지저장장치(ESS), 저가형 상용 전기차, 2륜차 시장 등에서 꾸준한 수요가 예상되는 만큼, 이를 ‘보완재’가 아닌 전략적 병렬 축으로 보는 시각이 필요하다 생각됩니다.

최근 한국 정부와 국회에서도 이차전지 산업의 중요성을 인식하고 다양한 정책적 논의가 이루어지고 있습니다. 최근 관련 특별법이 발의되고, 세제•R&D 지원 확대와 같은 논의도 활발히 이루어지고 있는 점은 분명 고무적인 흐름입니다. 하지만 현장에서 느끼는 체감도는 여전히 낮은 것이 현실입니다. 정책적 선언과 실제 지원 간의 간극, 그리고 대기업 셀 제조사 중심의 제도 설계로 인해 소재 기업이나 후방공정 기업들이 상대적으로 소외되고 있는 구조는 여전히 개선되지 않은 숙제로 남아 있습니다.

이런 가운데에서도 포스코퓨처엠은 한국 이차전지 산업에서 매우 드문 사례를 만들어가고 있습니다. 중국을 제외하고는 거의 유일하게 흑연계 음극재를 상업화해 공급하고 있는 기업이라는 점은, 단순히 생산 능력을 넘어 전략 자산에 가까운 기술력이라 할 수 있습니다. 하지만 문제는 이러한 경쟁력 있는 기술조차 중국산 저가 제품의 가격 공세 앞에서는 시장 확대에 큰 제약을 받고 있다는 점입니다.

중국은 중앙정부는 물론 지방정부까지 나서서 배터리 소재 기업에 직접적인 보조금, 부지 지원, 세금 감면 등 전방위적 정책적 지원을 아끼지 않고 있습니다. 미국, 일본에서도 투자세액공제 직접환급•제3자 양도제, 생산세액공제, 정책금융 등 파격적인 지원 정책을 펼치고 있습니다. 반면 한국의 경우, 아직까지도 R&D 세액 공제나 금융 지원 중심의 간접적 방식에 머무르고 있으며, 특히 소재산업 특유의 장기 투자 구조와 낮은 수익성을 고려한 맞춤형 지원 체계는 부족한 실정입니다.

따라서 앞으로 정부가 해야 할 일은 명확합니다. 선언적인 법안이나 단기적 지원보다는, 소재 기업의 기술력과 시장 가능성에 기반한 전략 품목 지정 및 구조적 지원 체계를 갖추는 것이 중요합니다. 예를 들어, 단순한 R&D 지원을 넘어 기술과 수요를 함께 설계하는 수요 기반 정책 설계를 함께 할 수 있습니다. 정부가 공공 ESS(Energy Storage System)나 지자체 보급형 전기차 등에서 일정 비율 이상의 국산 소재 사용을 권고하거나, 실증 프로젝트를 통해 특정 기술이 적용된 제품을 파일럿 도입•평가하는 제도를 운용한다면, 기업들은 초기 판로에 대한 불확실성을 줄이고 기술 개발에 더 과감하게 나설 수 있으리라 생각됩니다. 즉, 특정 기술을 보유한 소재 기업에 대해 국가 수요 연계 사업을 추진하거나, 공공조달•완성차 연계 실증 프로그램을 통해 초기 시장 진입의 허들을 낮춰주는 것이 현실적인 방안이 될 수 있을 것으로 보입니다.

포스코퓨처엠은 음극재 분야에서 이미 세계 수준의 기술력을 갖추고 있는데, 여기에 정부의 선제적이고 전략적인 지원이 더해진다면, 한국은 배터리 후방공정에서도 중국에 뒤지지 않는 경쟁력을 구축할 수 있을 것입니다. 결국 ‘국가 전략산업’이라는 이름에 걸맞은 정책을 실현하려면, 선언이 아닌 현장에서 체감할 수 있는 실행 중심의 지원이 필요하다고 생각됩니다.

신기술이 시장에서 대중화되기 전에는 많은 어려움을 겪습니다. 실질적인 수익을 만들어내기 위해서는 대량 생산과 안정적인 수요 확보, 고객 신뢰가 뒤따라야 하고, 많은 기술이 이 과정에서 정체되거나 도태되기도 하지요. 최근 한국의 이차전지 산업이 바로 이 고비에 놓여 있다는 진단이 산업계의 공감대를 얻고 있다고 생각됩니다.

실제로 상황은 만만치 않습니다. 먼저, 중국산 LFP 배터리가 전기차 시장의 하위 가격대 세그먼트를 빠르게 장악하면서, 고부가가치 제품에 집중해온 국내 셀 제조사와 소재사들은 수요 위축을 겪고 있습니다. 여기에 글로벌 완성차 업체들이 배터리 셀을 직접 만들겠다는 내재화 전략을 확대하고 있고, 미•중 간 공급망 재편도 계속되면서 한국 기업들이 예측 불가능한 글로벌 리스크에 노출되는 상황입니다. 이 모든 흐름이 맞물리면서, 포스코그룹을 포함한 에너지 소재 기업들도 당장의 성장 속도가 둔화되고 있는 것이 사실입니다.

하지만 이러한 조정 국면은 단기적인 정체로 볼 필요가 있습니다. 이차전지 산업은 여전히 장기적으로 성장성이 매우 높은 분야이며, 기술력과 공급망 안정성을 동시에 갖춘 기업에게는 오히려 재편기 속에서 시장 영향력을 키울 수 있는 기회가 될 수도 있습니다. 단기적으로는 수요 위축과 가격 경쟁이 이어질 수 있지만, 이럴 때일수록 고부가가치 제품군에 집중하고, 공급망의 신뢰성과 안정성이라는 ‘가격 외 가치’를 부각시키는 전략도 중요하게 작용할 수 있습니다.

지금의 정체는 산업의 ‘한계’라기보다, 다음 도약을 위한 준비 기간에 가까운 것으로 보입니다. 그리고 이 시기를 얼마나 전략적으로 견디느냐에 따라, 향후 5년, 10년 뒤의 산업 주도권이 결정될 것입니다. 포스코그룹이 지금까지 보여준 실행력과 장기 전략 기조를 본다면, 이 조정기를 충분히 넘고, 오히려 새로운 질서를 주도하는 역할로 나아갈 수 있으리라 믿습니다.

최근 이차전지 소재산업은 자동차 부품에 대한 미국의 추가 관세 부과, 중국의 풍부한 내수시장과 가격경쟁력, 정부의 투자와 기술 내재화, 고도화로 위기를 겪고 있다. 그러나 한국 기업이 선택과 집중으로 경쟁력을 구축하고 정부와 국회가 시장 가능성에 기반해 ‘국가 전략산업’에 걸맞은 일관성 있고 정책 설계로 지원한다면 중국에 뒤지지 않는 경쟁력을 구축해 위기를 기회로 바꾸고 시장을 주도할 수 있을 것입니다.

지난 4일부터 13일까지 ’2025 서울모빌리티쇼’가 개최됐습니다. 1995년 서울모터쇼로 출범해 올해로 30주년을 맞은 서울모빌리티쇼는 자동차 산업과 모빌리티 기술을 아우르는 우리나라 대표 종합 전시회인데요. 올해는 ‘Mobility, Everywhere’를 주제로, 참가 기업들은 다양한 신차를 선보이며 미래 모빌리티 기술과 방향성을 제시했습니다.

이번 모빌리티쇼의 주인공은 ‘전기차’였는데요. 그 동안 한정된 라인업이 전기차 시장 캐즘*의 원인으로 꼽혀왔었죠. 완성차 업체들은 이를 극복하고자 엔트리부터 프리미엄까지 다양한 가격대의 전기차 라인업을 대거 선보였습니다. 포스코퓨처엠 홍보그룹의 성창민 사원이 ‘2025 서울모빌리티쇼’에 방문해 다양한 전기차 모델부터 자율주행 모빌리티 기술까지 생생하게 소개해 드리겠습니다.
*캐즘(Chasm) : 신제품이 초기 시장에서 대중화되는 단계에 이르기 전, 일시적으로 수요가 정체하거나 후퇴하는 현상

이번 전시에서 관람객들의 눈길을 끈 건 바로 엔트리 전기차 모델이었습니다. 완성차 업체들은 합리적인 가격대와 매력적인 상품성으로 무장한 전기차 모델들을 공개하며 전기차 생태계를 확장했는데요.

현대차는 기존의 상품성을 개선한 ‘더 뉴 아이오닉6’를, 지난해 EV3로 대중 전기차의 가능성을 보여준 기아는 새로운 전기 세단인 ‘EV4’를 공개하며 매력적인 디자인과 500㎞ 이상의 주행거리, 각종 편의 기능을 자랑하면서도 합리적인 가격으로 관심을 끌었습니다. 두 회사는 해당 모델들을 시작으로 본격적인 전기차 대중화 시대를 열어갈 것이라고 밝혔습니다.

한편, 중국 전기차 기업의 공세를 체감할 수 있었는데요. 전시에 참가한 중국의 BYD는 1분기 국내에 출시한 아토3(atto3)를 비롯해 씰(Seal), 씨라이언7(Sealion7) 등 엔트리 시장을 겨냥한 전기차 모델들을 공개하며 동급의 타사 차량 대비 1천만 원가량 저렴한 가격을 무기로 국내시장 진출을 알렸습니다.

엔트리 전기차의 반대편에서는 내연기관 시장을 주도해오던 독일의 프리미엄 완성차 업체들이 기존 차량의 전동화 모델들을 대거 공개하며 프리미엄 전기차 시장을 열어가고 있었는데요.

BMW는 전기차로만 부스를 꾸렸을 정도로 전기차 전환에 적극적인 모습을 보였고, 벤츠는 G클래스와 최상위 등급인 마이바흐의 전동화 모델 등 프리미엄 수요를 겨냥한 전기차를 소개했습니다. 포르쉐도 기존 인기 차량의 전동화 모델을 전시해 관람객의 눈길을 끌었고요.

이러한 모델들은 타 전기차 대비 긴 주행거리는 물론, 고급스러운 실내외 디자인과 편의 기능을 갖췄을 뿐만 아니라 강력한 출력 성능 등 전기차의 장점도 두루 살려 프리미엄 전기차의 방향성을 제시했습니다.

▲2025 서울모빌리티쇼의 BMW부스. 전기차 라인업으로만 부스를 꾸렸다.

한편, 모빌리티 분야에서도 전동화가 활발히 진행되고 있었는데요. 지금까지는 승용차를 중심으로 전동화가 이뤄졌지만, 이번 전시에서는 다양한 형태의 전동화 모빌리티 솔루션이 소개됐습니다.

전시에 참가한 기업들은 자율주행 버스, 헬기 등을 선보였는데요. 이러한 모빌리티 솔루션들의 공통점은 바로 배터리 기반의 전동화 모델이라는 점입니다. 자율주행은 초당 수십조 회에 달하는 AI 연산으로 구동돼 많은 전력이 필요하고, 이러한 전력을 감당하려면 대용량의 배터리가 필요합니다. 즉, 모빌리티의 전동화가 자율주행 시대를 여는 핵심 열쇠라고 할 수 있죠.

특히 롯데이노베이트는 행사기간 동안 전시장과 주차장 사이에서 자율주행 셔틀을 운영하며 관람객들에게 편의를 제공했는데요. 이를 보며 자율주행시대가 성큼 다가왔음을 느낄 수 있었습니다.

▲전시 기간동안 행사장과 주차장 사이 간 운영된 자율주행 셔틀.

이 외에도 기아는 서비스, 물류, 레저 활동 등 다양한 용도로 활용할 수 있는 완전히 새로운 개념의 전기 PBV*인 PV5를 공개하고 고객 목적에 맞게 변화하는 ‘맞춤형 모빌리티’의 가능성을 제시했습니다.
*PBV(Purpose-Built Vehicle) : 목적 기반 모빌리티

2025 서울모빌리티쇼 방문을 통해 전기차 시장이 더욱 확장되고, 다양한 모빌리티 분야에서 전동화가 가속화하고 있음을 체감했는데요. 특히 전기차 시장이 다시금 활기를 찾으면서 캐즘의 늪에서 벗어나려는 움직임을 확인할 수 있었습니다. 이러한 흐름에 따라 배터리 수요도 그만큼 더 증가할 것으로 보이는데요. 배터리 사용처가 다양한 분야로 확장하는 만큼, 각 분야에 맞는 형태의 배터리와 맞춤형 배터리 소재도 필요하겠죠.

포스코퓨처엠은 배터리의 핵심소재인 양극재와 음극재를 모두 생산하는 국내 유일의 회사로서, 엔트리부터 하이엔드를 아우르는 양극재 라인업뿐만 아니라, 천연흑연과 인조흑연 음극재 등 폭넓은 배터리 소재 포트폴리오를 갖추고 있습니다.

포스코퓨처엠은 이에 그치지 않고 울트라 하이니켈과 고전압 미드니켈, LMR 양극재, 실리콘 음극재(Si-C) 등 차세대 배터리 소재로 다양해지는 수요에 대응해 나갈 계획입니다. 포스코퓨처엠이 주도해 나갈 미래 모빌리티 시대를 기대해 주세요!

포스코그룹은 글로벌 경기 침체를 돌파하기 위해 초격차 기술 경쟁력과 미래를 여는 소재, 초일류를 향한 혁신의 비전으로 한 걸음씩 나아가고 있다.

전 세계적으로 전기차 시장 성장이 일시적으로 둔화되는 ‘캐즘’ 상황이 지속되고 있는 가운데 포스코그룹은 에너지소재 사업 경쟁력을 확보하기 위한 차별화된 혁신 기술 개발에 주목하고 있다. 국내에서 유일하게 전기차 배터리의 핵심 소재인 양·음극재를 동시에 생산하는 포스코퓨처엠이 그 중심에 있다.

이번 특집 기획에서는 포스코그룹의 양·음극재 기술 개발 로드맵과 원료-소재-리사이클링에 이르는 공급망 구축 성과를 통해 에너지소재 사업의 경쟁력 강화 전략을 알아본다.

미래 모빌리티의 중심은 기존의 내연기관에서 전기 모터로 옮겨가고 있다. 전기차로의 대 전환은 에너지를 담는 부품인 배터리의 혁신과 맞닿아 있다. 그리고 배터리의 세대교체는 핵심 소재인 양극재와 음극재의 발전이 이끌고 있다. 포스코퓨처엠은 더 멀리 이동하고, 더 빠르게 충전하고, 더 경제적인 전기차를 만들기 위한 핵심 소재, 차세대 양극재와 음극재 개발에 매진하고 있다.

▲포스코퓨처엠이 인터배터리2025에서 전기차 캐즘을 넘어서기 위한 양·음극재 기술 로드맵과 그룹 차원의 공급망 구축 성과를 알렸다. 포스코퓨처엠 부스에서 관람객들이 다양한 양·음극재 제품을 살펴보고 있다.

포스코퓨처엠은 더 멀리 이동하는 전기차를 만들 수 있도록 니켈 함량을 95% 이상으로 높여 에너지 밀도를 극대화한 울트라 하이니켈(Ultra Hi-Ni) 단결정 양극재 기술 개발을 추진 중이다. 단결정 양극재는 원료를 하나의 입자(single-crystal)로 결합해 배터리의 열안정성과 수명을 높이는 제품으로 주행거리 증대가 필요한 프리미엄급 전기차에 적용된다. 포스코퓨처엠은 2026년까지 이 제품의 양산기술을 확보할 계획이다. 또한 흑연계 음극재 대비 저장용량을 약 5배 높일 수 있는 실리콘음극재(Si-C)는 지난해 5월부터 데모플랜트를 가동했고 2027년 양산에 나설 계획이다.

포스코퓨처엠은 충전 속도를 높여 전기차 이용자들의 편의를 증대시키는 저팽창 천연흑연 음극재도 개발하고 있다. 포스코퓨처엠이 자체개발해 글로벌 자동차사에 공급하고 있는 이 제품은 소재구조를 판상형에서 등방형으로 개선해 리튬이온의 이동 속도를 높이고 부피팽창을 줄인 것으로, 성능개선을 위한 지속적인 연구개발을 통해 충전 시간을 기존 대비 30% 단축할 수 있는 제품을 2027년부터 양산할 계획이다.

▲원료, 양극재, 원통형 배터리 사진(왼쪽부터 리튬, 원통형 배터리, 니켈, 양극재, 코발트)

전기차 가격을 낮춰 대중화를 이끌 더 저렴한 소재로는 LFP(리튬인산철)외에도 LMR(리튬망간리치), LMFP(리튬망간인산철), 고전압 미드니켈 단결정 양극재 등의 개발도 추진 중이다. 특히 LMR 양극재는 니켈과 코발트의 비중은 낮추고 망간을 높여 가격 경쟁력과 성능을 높인 제품으로, 리사이클링 고려시 LFP와 가격은 유사한 수준이지만 에너지 밀도는 최대 30% 높일 수 있기 때문에 시장성이 있다. 퓨처엠은 올해 LMR양극재 양산기술을 확보한다는 목표다.

아울러 니켈 함량을 약 60%로 낮췄지만 고전압을 적용해 에너지 밀도를 높여 스탠다드급 전기차에 활용할 수 있는 고전압 미드니켈(Mid-Ni) 단결정 양극재도 함께 개발 중이다.

포스코그룹은 포스코홀딩스 미래기술연구원, 포항산업과학연구원(RIST), 포스텍 등 그룹 내 연구 인력과 인프라를 결집해 차세대 소재와 공정기술 개발도 추진하고 있다. 전고체전지의 핵심 소재로 전해액 누액에 따른 화재, 폭발 위험을 차단하는 고체전해질이 대표적이다. 포스코그룹은 전고체전지용 고체전해질 사업 경쟁력을 선점하고자 2022년 2월 디스플레이 소재·부품 전문 기업인 ㈜정관에 지분 40%를 투자해 포스코JK솔리드솔루션을 합작 설립하고, 연간 24톤의 황화물계 고체전해질을 생산할 수 있는 공장을 준공했다. 해외에서는 2006년 대만에서 설립된 전고체전지 제조 기업인 프롤로지움에 지분을 투자, 공동연구 협약을 맺고 고체전해질 및 고용량양극재, 실리콘음극재 등 차세대 소재 기술 개발을 확장해 나가고 있다.

추가적으로 황화물계 고체전해질 원가의 40% 이상을 차지하는 원료인 황화리튬 제조기술을 내재화하여 ’28년 상용화할 예정이다. 경쟁사의 고가 무수수산화리튬 및 고순도 황화수소를 사용하는 공정대비 리튬생산공정 중간물인 저가 황산리튬과 포스코퓨처엠의 폐미분을 원료로 사용해 높은 원가 경쟁력을 보유하고 있어, 고객사의 높은 관심을 받고 있다.

포스코그룹은 도심항공교통(UAM) 등 미래 모빌리티 소재로 주목받고 있는 리튬메탈 음극 기술 개발에도 나서고 있다. 리튬메탈 음극은 부피당, 무게당 에너지 밀도가 높아 배터리가 사용하는 공간을 줄일 수 있고, 경량화를 통해 전기차의 전비를 향상할 수 있다는 장점이 있어 차세대 음극재로 주목받는 소재다.

포스코홀딩스는 폭 600mm 이상의 대면적 제품을 제조할 수 있는 리튬메탈 음극 생산 파일럿 플랜트 설계를 마친 상태로 2025년 상반기 내 공정 구축을 완료할 계획이다. 또한 포스코의 독자적인 기술력인 롤 투 롤(Roll to Roll) 공법을 적용한 리튬메탈 음극재 제조 기술을 기반으로 리튬메탈 음극재의 상용화를 계획하고 있다.

순도가 높고 불순물이 적은 아르헨티나 염호를 보유하고 있는 포스코그룹은 리튬 정제 기술력도 갖추고 있다. 포스코홀딩스는 염수에 용해된 리튬을 선택적으로 추출해 에너지 소비량을 줄이고 환경영향을 최소화한 직접리튬추출법(DLE, Direct Lithium Extraction)과 순도 99.9% 이상의 이차전지용 고순도 니켈을 만드는 니켈 新습식정제 공정 기술, 폐기물 발생과 탄소 배출을 줄인 POS-Pyrocycle(건식 리사이클링 기술) 등 개발을 추진 중이다.

포스코퓨처엠은 예측하기 어려운 사업환경 속에서도 향후 전기차 시장의 성장에 차질없이 대응해 국내·외 투자를 지속하고 있다. 양극재의 경우 포스코퓨처엠이 광양(9만톤), 포항(6만톤), 중국 절강포화 합작공장(2.5만톤)을 포함해, 총 연산 17만 5천 톤 생산체제를 갖추고 있다.

포스코퓨처엠과 GM은 2022년 5월 캐나다 합작사인 얼티엄캠을 설립하고 퀘벡주에서 연산 3만t 규모의 양극재 공장 건설을 진행해왔고, 올해 포항에 연산 4만 6000톤 규모의 양극재 공장과 광양에 연산 5만 2500톤 규모로 NCA 양극재 전용공장을 준공하는 등 2026년에는 39만 5천톤의 양극재 생산능력을 갖출 계획이다.

포스코퓨처엠은 국내 유일의 흑연계 음극재 생산기업으로, 세종 천연흑연 음극재 공장에서 글로벌 고객사에 제품을 공급하고 있으며, 지난해 포항에서 인조흑연 음극재 양산도 시작했다. 포스코퓨처엠은 2026년까지 11만 4천톤의 생산능력을 갖출 계획이다. 최근 중국에 대한 음극재 공급망 의존도가 높은 상황에서 포스코퓨처엠은 국내 유일의 흑연계 음극재 생산 기업으로 국내 배터리 산업의 공급망 안정화에 기여할 것으로 기대된다.

또한 포스코퓨처엠은 FEOC(해외우려기관)*가 아닌 공급망을 통해 수산화리튬을 그룹내에서 안정적으로 조달하여 미국시장에서의 경쟁력을 더욱 높일 수 있게 됐다. 미국의 인플레이션감축법(IRA)에 따라 2025년부터 중국 등 미국이 FEOC로 지정한 곳에서 채굴하거나 가공한 광물을 활용하면 세액공제를 받을 수 없어, 미국시장에 판매하는 전기차 배터리의 경우 FEOC 외 공급망 구축이 필수적이다.

*FEOC(Foreign Entity of Concern) : 해외 기관 중 해외 우려국 정부의 관할에 속하거나 해외 우려국 정부에 의해 소유, 통제, 지시를 받는 기관. 미국의 인플레이션감축법(IRA)에 따른 친환경차 세액공제 조항에서는 2014년 12월 31일 이후 해외우려기관에서 추출·가공·재활용한 광물, 제조·조립한 부품이 들어간 배터리를 탑재한 친환경차는 세액공제 혜택에서 제외된다. 

▲포스코그룹 광양 에너지소재 콤플렉스 전경.

천연흑연 음극재는 포스코인터내셔널과 포스코퓨처엠이 공급망을 더욱 강화하고 있다. 포스코인터내셔널은 2023년 5월과 2024년 9월, 호주 광업기업 블랙록마이닝(Black Rock Mining)의 자회사 탄자니아 파루 그라파이트(FARU Graphite)와 천연흑연 25년 장기 공급 계약을 체결한바 있다. 포스코퓨처엠도 2024년 3월 호주 광산업체 시라 리소스(Syrah Resources)와 아프리카 모잠비크 광산에서 채굴한 흑연을 연간 최대 6만톤까지 공급받는 계약을 체결해 흑연 공급망을 다변화했다. 리사이클링의 경우, 포스코그룹은 폴란드PLSC에서 배터리 스크랩과 폐배터리를 수거·분쇄해 가루형태의 중간 가공품(블랙매스)을 생산하고 전남 광양에 위치한 포스코HY클린메탈에서 리튬•니켈•코발트를 추출하고 있다.

▲포스코그룹 에너지소재 밸류체인 영상

포스코그룹은 아르헨티나 리튬염호와 호주 리튬광산, 인도네시아 니켈제련 사업, 아프리카 흑연 광산 개발 등의 투자로 우량 자원을 적극적으로 확보함으로써 안정적인 자원 공급망을 구축하고 사업 역량을 확대하고 있다. 포스코그룹은 앞으로도 전기차 캐즘 시기를 경쟁력 제고의 기회로 활용해 우량 자원을 선제적으로 확보함으로써 에너지소재 사업 경쟁력을 강화해 나갈 방침이다.

지난 5일부터 7일까지 3일간 ‘인터배터리 2025’가 코엑스에서 개최됐습니다. 올해로 13살을 맞는 인터배터리는 국내외 배터리 산업을 이끄는 기업들이 배터리 제품과 기술 성과를 공유하는 국내 최대 규모 배터리 산업 전시회인데요. 이번 전시회는 지난해보다 20% 늘어난 688개 기업이 참여하고 7만 명 이상의 관객이 방문한 역대 최대 규모로 개최되어 이목을 끌었습니다.

특히, 참가 기업들은 전기차 캐즘의 장기화로 어려움을 겪는 상황에서 이를 이겨낼 새로운 제품과 기술들을 공개했는데요. 포스코퓨처엠 홍보그룹의 성창민 사원과 함께 ‘인터배터리 2025’ 포스코퓨처엠 부스로 함께 가보겠습니다. 더 멀리 이동하고, 더 빠르게 충전하고, 더 저렴한 전기차를 위한 배터리 소재 기술과 원료·소재·리사이클링을 아우르는 포스코그룹 차원의 공급망 구축 성과, 지금 만나보시죠.

▲인터배터리2025 포스코퓨처엠 부스 전경.

안녕하세요. 포스코퓨처엠 홍보그룹 성창민입니다! 차세대 배터리 기술을 한 자리에서 만날 수 있는 ‘인터배터리 2025’가 올해도 어김없이 성황리에 개최되었습니다. 포스코퓨처엠은 이번 전시에서 “Move on, Change the Future(미래를 바꾸다)”를 주제로 전년 대비 더욱 큰 규모의 전시공간을 마련해 눈길을 끌었는데요. 우리나라에서 유일하게 양극재와 음극재를 모두 생산하는 기업답게, 이번 전시에서 양·음극재 신제품을 함께 선보이며 배터리소재 기술 경쟁력과 연구 개발 로드맵을 공개했습니다.

포스코퓨처엠 부스에서는 전기차 주행거리를 획기적으로 늘릴 수 있는 미래 기술과 소재가 가장 눈에 띄었는데요. 특히 포스코퓨처엠 최신 기술의 결정체인 ‘울트라 하이니켈 단결정 양극재(Ultra Hi-Ni)’가 눈길을 끌었습니다. 울트라 하이니켈 단결정 양극재는 전기차의 출력과 주행거리를 결정하는 니켈의 함량을 95%까지 끌어올려 성능을 극대화한 제품인데요. 포스코퓨처엠은 2026년까지 양산 기술을 확보해 프리미엄 전기차 시장을 공략할 계획입니다.

▲포스코퓨처엠의 차세대 배터리 소재 울트라 하이니켈 단결정 양극재(왼쪽)과 실리콘 음극재(오른쪽).

음극재로는, ‘실리콘 음극재(Si-C)’와 ‘저팽창 천연 흑연 음극재’*가 소개되었는데요. 실리콘 음극재는 기존 흑연계 음극재 대비 저장용량을 약 5배 높였고, 저팽창 천연 흑연 음극재 또한 성능을 개선해 충전 시간을 이전보다 30% 단축했다고 합니다. 포스코퓨처엠은 이 두 음극재를 2027년부터 양산하여 고객사의 수요에 대응할 계획입니다.

*저팽창 천연흑연 음극재 : 포스코퓨처엠이 독자 개발한 음극재로, 기존 천연흑연 음극재 대비 안정성, 수명, 고속충전 성능을 강화한 소재

최근 글로벌 완성차 기업들이 엔트리급 전기차 모델들을 잇달아 내놓으며 전기차 대중화 시대를 열어가고 있습니다. 엔트리급 전기차 모델들이 가격 경쟁력을 갖추려면, 어느 정도 성능을 유지하면서도 더 저렴한 배터리가 필요한데요. 더 저렴한 배터리를 위해서는 더 저렴한 소재가 필요한 법이죠!

포스코퓨처엠은 이러한 니즈에 발맞춰 LMR, LFP, LMFP 등 전기차 대중화를 이끌 양극재 제품들도 선보였습니다. 특히 LMR(리튬망간리치) 양극재는 값비싼 니켈과 코발트의 비중을 낮추고, 망간을 높여 가격경쟁력과 성능을 높인 소재로, 에너지 밀도를 최대 30%까지 높일 수 있어 엔트리 전기차 시장에서 새로운 대세가 될 것으로 기대됩니다. LFP 대비 용이한 리사이클링은 덤이죠!

이 외에도 중간 가격대 전기차를 겨냥한 배터리 소재를 선보였는데요. 니켈 함량을 약 60%로 낮추면서도 고전압을 적용해 에너지 밀도를 높인 고전압 미드니켈(Mid-Ni)을 부스에 전시하여, 엔트리부터 프리미엄까지 아우르는 포스코퓨처엠의 배터리 소재 포트폴리오를 엿볼 수 있었습니다.

▲포스코인터내셔널의 구동모터코아 제품(왼쪽)과 포스코의 전기차용 철강제품(오른쪽).

이번 전시에서는 포스코퓨처엠의 신제품뿐만 아니라, 포스코인터내셔널의 구동모터코아와 포스코의 전기차용 철강제품 등 포스코그룹 차원의 공급망 구축 성과도 함께 소개됐습니다.

아르헨티나 리튬 염호, 인도네시아 니켈 제련 사업, 아프리카 흑연 광산 등 포스코그룹이 선제적으로 우량 자원을 확보한 현황을 한눈에 볼 수 있었고, 폐기물 발생과 탄소 배출을 줄인 새로운 리사이클링 기술을 통해 이차전지 토털 프로바이더(Total Provider)로 거듭나고 있는 포스코그룹의 면모도 확인할 수 있었습니다.

신제품과 사업 성과뿐만 아니라, 부스에는 다양한 볼거리와 체험 요소도 마련돼 관람객들의 관심을 끌었는데요. 포스코퓨처엠의 소재가 적용된 제품을 전시하고, 자전거 페달을 밟아 생산된 전기만큼 기부하는 체험 등 다양한 참여형 이벤트로 흥미를 더했습니다.

인터배터리 2025 현장에서 보여드린 선보인 포스코퓨처엠의 기술력과 성과들, 어떻게 보셨나요? 앞으로도 포스코퓨처엠은 포스코그룹 차원의 공급망과 높은 기술력을 바탕으로 배터리 소재 톱티어 기업으로 성장해 나갈 계획인데요. 내년에 열릴 ‘인터배터리 2026’에서는 포스코퓨처엠의 더욱 발전된 모습을 만나볼 수 있길 기대해 주세요!

전기차 배터리의 양대 핵심 소재인 양극재와 음극재. 하지만 다수의 기업들이 세계 최고 수준의 양극재를 생산하는 것과 달리 음극재는 2022년 기준 전 세계 생산량의 96%를 중국기업이 생산하고 있다. 국내에서 전기차 배터리용 흑연계 음극재를 생산하는 기업은 포스코퓨처엠이 유일하다. K-배터리 산업의 강건화를 이끌고 있는 포스코퓨처엠의 음극재 연구 성과와 기술 경쟁력 강화 계획을 알아본다.

포스코퓨처엠 에너지소재연구소 음극재연구센터
최태선 책임연구원

글로벌 탄소저감을 달성하려면 탄소배출량이 많은 모빌리티 분야의 탈탄소 전환이 무엇보다 중요하다. 이에 따라 유럽, 중국, 북미 등 핵심 권역을 중심으로 전기차 침투율이 빠르게 상승하고 있다. 그러나 전기차 산업이 대중화 단계로 진입하고, 각국이 목표로 한 전기차 보급률을 달성하려면 전기차의 주행거리 확대와 안전성 강화, 충전 시간 단축이 반드시 필요하다. 이를 위해서는 음극재의 성능 향상과 신소재 기술 개발을 위한 투자가 전제 되어야 한다.

음극재는 양극재, 전해질, 분리막과 함께 배터리를 구성하는 4대 소재 중 하나로, 배터리의 안전성과 수명, 충전 성능 등을 결정한다. 전기차의 주행거리와 출력을 좌우하는 양극재가 리튬이온 소스 역할을 하고, 음극재가 리튬이온을 저장·방출하면서 배터리의 충·방전이 이뤄지기 때문에 양극재와 음극재를 배터리의 양대 핵심 소재라고 부른다.

하지만 양극재는 국내 다수의 기업이 세계 최고 수준의 품질경쟁력을 갖춘 제품을 생산하고 있는 반면 전기차 배터리용 흑연계 음극재를 생산하는 기업은 포스코퓨처엠이 유일한 상황이다.

포스코퓨처엠은 현재 배터리의 천연·인조흑연을 비롯해 다양한 종류의 흑연계 음극재를 양산하고 있으며, 전기차 충전 성능을 혁신할 수 있는 실리콘 음극재 등의 제품 포트폴리오를 확대하기 위한 R&D 투자에 주력하고 있다. 미국 인플레이션감축법(IRA)으로 공급망이 재편되고 있는 북미 시장 공략을 위한 원료 가공 기술 내재화, 가격 경쟁력 등의 강화를 위한 공정 기술 혁신도 이룩할 방침이다.

포스코퓨처엠이 국산화에 성공한 천연·인조흑연 음극재는 각각 원료와 공정 프로세스 등이 달라 소재의 에너지 저장 용량, 수명, 충전 성능 등에서 차이가 나타난다.

천연흑연 음극재는 광산에서 채굴한 인상흑연을 원료로 하며 내부 층상구조의 발달로 리튬이온을 안정적으로 저장할 수 있어 에너지 저장 용량과 가격 경쟁력이 우수하다. 한편 인조흑연 음극재는 원료인 코크스를 형상 가공한 후 고온으로 열처리해 제조하기 때문에 소재 구조의 안정성이 높고 고속 충전에 유리하다는 강점을 가진다.

전기차 배터리의 음극은 위와 같은 특성을 가진 천연흑연과 인조흑연 음극재를 혼합(blending)해 구성하는데, 전기차 배터리의 수명과 충전 성능 강화 흐름에 따라 최근에는 인조흑연 음극재에 대한 수요가 높아지고 있다.

포스코퓨처엠은 이러한 흐름에 발맞춰 인조흑연 음극재 밸류체인을 내재화하고, 독자 기술로 충전 성능이 개선된 천연흑연 음극재 제품을 개발했다. 이뿐만 아니라 일부 프리미엄 전기차용 배터리에 차세대 소재인 실리콘 음극재가 일정 비율로 사용됨에 따라 실리콘 음극재와 혼합(blending) 시 소재 성능을 극대화하고 팽창률을 저감할 수 있는 흑연계 음극재의 개발도 성공했다.

인조흑연 밸류체인·전 공정 기술 내재화

수명과 충전 성능이 우수한 인조흑연 음극재는 천연흑연 제품 대비 공정라인이 길고, 생산 과정에서 품질의 일관성을 확보하는 것이 쉽지 않다. 이에 포스코퓨처엠은 수년에 걸친 R&D 투자로 ‘분쇄 → 조립 → 흑연화 → 표면처리 → 탈철/포장’에 이르는 인조흑연 음극재 전 공정을 내재화했다.

특히 원료인 코크스를 3000℃ 이상의 고온으로 열처리하는 흑연화는 제품의 품질을 결정하는 가장 핵심 공정으로, 투입 원료의 종류와 규모 등에 따라 열처리 온도의 미세 조정 등 공정 조건을 최적화하는 기술과 노하우가 중요한데 이 또한 기술 확보에 성공하며 소재 기술력을 입증했다.

포스코퓨처엠은 공정 프로세스뿐만 아니라 Upstream 단계인 원료 확보부터 가공, 최종 소재 생산까지 전체 밸류체인도 완성해 글로벌 공급망 변화에 유연하게 대응할 수 있다.

인조흑연 음극재는 석유계·석탄계 침상코크스 등이 핵심 원료인데, 포스코퓨처엠은 포스코의 제철 과정에서 발생하는 부산물인 ‘콜타르’를 자회사(포스코MC머티리얼즈)를 통해 석탄계 침상코크스로 가공하고 이를 음극재로 제조하는 기술을 개발했다.

포스코퓨처엠은 원료-소재 생산까지의 밸류체인과 공정 기술력을 바탕으로 현재 포항에 연산 8000톤 규모의 생산기지를 구축했고, 2030년까지 생산 능력을 15.3만 톤까지 확대할 계획이다. 또 현재 활용하고 있는 에치슨 흑연화로의 설비 고도화, 연속식 흑연화로 등 차세대 공정 기술 개발을 위한 투자도 지속하고 있다.

‘고밀도 구형화’ 기술로 천연흑연의 안전성과 충전 성능 향상

포스코퓨처엠은 천연·인조흑연 음극재의 강점을 결합한 ‘저팽창 천연흑연 음극재’도 독자 개발했다. 저팽창 천연흑연 음극재는 천연흑연을 원료로 하지만 ‘고밀도 구형화’ 공정으로 소재 구조를 개선해 팽창률을 약 25% 낮추고, 급속충전 성능은 약 15% 향상시킨 것으로 인조흑연 음극재와 함께 글로벌 전기차의 안전성 강화와 충전 시간 단축에 기여하고 있다.

천연흑연 음극재의 원료이자 인편상(비닐의 조각과 같은 모양) 구조의 인상흑연은 배터리 충·방전 시 리튬이온이 이동할 수 있는 통로(edge)가 많지 않아 배터리의 출력과 충전 성능의 하락을 유발한다. 이러한 문제를 개선하기 위해 음극재 기업들은 인편상 구조의 흑연을 구형으로 만드는 ‘구형화’ 공정을 도입했다. 흑연 입자 구조를 변화시켜 리튬이온 이동 통로(edge)를 입자 표면에 골고루 배향해 리튬이온의 저장과 방출을 보다 원활히 하는 기술이다.

포스코퓨처엠이 독자 개발한 ‘고밀도 구형화’ 공정은 이러한 구형화 공정을 거친 원료의 구형화도를 더욱 높이는 기술로, 타원형·다수의 내부기공이 형성된 기존 구형흑연 보다 리튬이온 이동 통로(edge)의 균일성을 높이고 내부기공을 감소시켜 충전 성능과 안정성이 강화된 음극재를 제조할 수 있다.

실리콘과 혼합 시 성능 극대화가 가능한 ‘비코팅 천연흑연’

차세대 소재인 실리콘 음극재와 혼합(blending)해 배터리 음극 구성 시, 실리콘 음극재의 팽창 성능을 억제할 수 있는 ‘비코팅 저온소성 천연흑연 음극재’도 개발했다.

음극을 흑연계와 실리콘 음극재를 혼합해 구성하면 전기차 주행거리를 혁신적으로 늘리고 충전 시간도 단축할 수 있으나, 배터리의 충·방전이 반복되면 실리콘 팽창으로 전극 내 기계적 스트레스가 축적되어 입자 간 단락(short)이 발생해 배터리의 급격한 에너지 저장 용량 저하 현상이 일어날 수 있다.

포스코퓨처엠은 기존 천연흑연 음극재의 탄소코팅층을 제거하면 소재의 기계적 연성(ductility)^* 증대로 입자 간 완충작용이 일어나 실리콘 음극재의 팽창 특성으로 인한 구조적 불안정성을 제어할 수 있다는 점을 발견했다.

*연성 : 재료가 파괴에 이르기까지 변형을 수반하는 성질

기존 천연흑연 음극재는 원료와 전해액 계면 사이에 발생하는 부반응^*을 줄여 리튬이온의 저장과 방출의 효율성을 높이기 위해 소재 표면에 비정질 탄소코팅을 진행하는데, 탄소코팅된 흑연은 고온의 열처리 공정을 거치면서 기계적 경도(hardness)가 증가해 비코팅 대비 완충 능력이 떨어지게 된다.

*부반응 : 여러 가지 반응이 함께 일어날 때에 주된 반응 외의 다른 반응

포스코퓨처엠은 이러한 비정질 탄소코팅 공정을 제거해 실리콘 음극재와의 결합력을 높이고, 리튬이온 이동의 효율성까지 갖춘 ‘비코팅 저온소성 천연흑연 음극재’ 생산을 확대할 계획이다. 글로벌 음극재 시장 내 실리콘 음극재의 비중이 높아지고 있는 만큼 포스코퓨처엠의 비코팅 제품에 대한 수요도 늘어날 것으로 기대된다.

포스코퓨처엠은 고품질 실리콘 음극재를 양산할 수 있는 기술을 조속히 완성해 2030년 기준 약 3.5만 톤의 생산 능력을 확보할 방침이다. 또한 미국 IRA 등 권역별 공급망 강화 정책에 대응하고 ESG 경쟁력을 강화하기 위해 원료 확보와 가공 등 밸류체인 확대 기술 개발도 지속하고 있다.

태양광 부산물을 활용한 고용량·고효율 실리콘 음극재

포스코그룹은 향후 빠르게 성장할 실리콘 음극재 시장을 선점하고, 고객사의 소재 수요 변화에 유연하게 대응하고자 실리콘 산화물(SiOx)부터 실리콘 탄소 복합체(Si-C), 퓨어 실리콘(Pure-Si)까지 다양한 종류의 실리콘 음극재를 개발하고 있다.

실리콘 음극재는 에너지 저장 용량과 고속충전 성능이 우수하나 부피 팽창 우려가 있어 전기차 배터리용으로 채택 시 소재 구조를 안정화하려면 첨가제 투입 등 추가 조치가 필요하다. 포스코퓨처엠은 실리콘 음극재의 팽창을 억제할 수 있는 비코팅 저온소성 천연흑연 음극재 기술을 보유하고 있어 제품 포트폴리오를 안정적으로 확대할 수 있을 전망이다.

포스코퓨처엠은 ‘태양광 산업 부산물’을 원료로 한 실리콘 음극재 생산 기술도 개발하고 있다. 태양광 패널은 고순도 실리콘 웨이퍼를 가공해 생산하는데 이 과정에서 순도가 높은 실리콘 부산물이 발생한다. 해당 부산물을 재활용하면 품질과 가격 경쟁력을 갖춘 음극재를 생산할 수 있으며, 자원 순환을 통한 환경 영향 저감효과도 창출할 수 있다.

다만 실리콘 부산물을 바로 음극재 원료로 활용하기에는 전기전도도가 낮고 입자 형상이나 크기가 일정하지 않기 때문에 부산물의 형상 개조와 기능성 물질과의 복합화 등 부산물을 적합 원료로 가공하는 기술 개발에 주력하고 있다. 부산물을 원료화해 생산한 실리콘 음극재는 이론상 1,900 mAh/g 이상의 초기 용량을 가져 높은 에너지 저장 용량의 배터리가 필요한 프리미엄 전기차용 소재로 적합하다.

구형화·고순도화 기술 내재화로 천연흑연 음극재 밸류체인 강화

포스코퓨처엠은 천연흑연 음극재 생산을 위한 구형화·고순도화 기술을 개발해 원료 채굴부터 최종 소재 생산까지의 전체 밸류체인을 내재화할 계획이다.

천연흑연 음극재는 광산에서 채굴한 인상흑연을 ‘구형흑연’으로 가공(구형으로 형상 제어 → 순도를 99.9% 이상으로 높이는 공정)하는 공정을 거친다. 하지만 전 세계에 공급되는 ‘구형흑연’의 대부분을 중국 기업들이 생산하고 있어 미국 인플레이션감축법(IRA) 등 자국 중심 공급망 구축 흐름에 대응하려면 기술 내재화를 통한 공급망 자립화가 반드시 필요하다.

포스코퓨처엠은 중국산 원료 대비 고품질·고순도의 구형흑연을 생산할 수 있는 기술을 개발하고 공정 라인을 구축하고 있다. 이를 통해 원료 공급망을 다변화하고 IRA가 규정한 적격 광물 지위를 획득해 북미 시장에 천연흑연 음극재 공급을 확대할 방침이다.

이뿐만 아니라 구형화·고순도화 공정에서 발생하는 환경 영향을 저감할 수 있는 기술도 개발하고 있다. 중국 기업들의 경우 구형흑연 제조 시 불산을 활용하는데, 인체와 환경에 유해해 국내에서는 이를 제한하고 있다. 포스코퓨처엠은 불산 투입 없이 흑연을 가공하는 기술로 토양 등 환경오염을 방지하고 공정 폐기물 정화 시 발생하는 비용도 절감할 계획이다.

폐배터리 리사이클링을 통한 흑연 추출 기술 개발

포스코퓨처엠은 폐배터리에서 흑연을 추출해 재활용하는 기술도 개발하고 있다. 리사이클링 기술을 완성해 양극재 사업처럼 지속가능한 자원 순환체계(Closed loop)를 완성할 계획이다.

‘도시광산’이라고 불리는 폐배터리 리사이클링 사업은 편재성이 큰 배터리 핵심 원료들을 광산 채굴 과정 없이 확보할 수 있어 전기차 밸류체인 전반의 경제성과 지속가능성을 모두 높일 수 있다.

포스코그룹도 폐배터리 리사이클링 사업회사 ‘포스코HY클린메탈’을 중심으로 폐배터리와 소재 스크랩에서 리튬, 니켈, 코발트 등 유가금속을 추출하는 사업을 전개하고 있다. 재활용된 유가금속을 포스코퓨처엠이 공급받아 고품질·환경친화적 양극재 제품으로 생산할 계획이다.

그러나 음극재 원료인 흑연을 재활용하는 기업은 아직 없다. 음극재는 양극재 대비 저가이며, 리튬 등 유가금속을 추출하고 난 폐슬러지 내 흑연 뿐만 아니라 분리막, 셀(Cell) 케이스, 구리 집전체 등 다양한 부산물들이 함께 섞여 있어 리사이클링의 기술적 장벽이 높기 때문이다.

포스코퓨처엠은 유가금속이 추출된 폐슬러지를 2차로 리사이클링해 천연흑연 음극재용 흑연을 추출해 재활용하는 기술을 개발하고 있다. 미국 지질조사국에 따르면, 흑연은 튀르키예, 브라질, 마다가스카르, 탄자니아 등에 다량 매장되어 있고, 중국이 글로벌 생산량의 대부분을 차지하고 있다. 따라서 포스코퓨처엠이 폐배터리 내 흑연을 재활용하는 기술의 상용화와 사업화에 성공한다면 원료 내재화를 통한 음극재 밸류체인 강화, IRA/CRMA 등 공급망 재편 흐름에 효과적으로 대응하고, 음극재 사업의 지속가능성 또한 높일 수 있을 것이다.

포스코퓨처엠은 그룹 R&D 역량과 인프라를 결집해 글로벌 전기차 시장, ESS 시장을 선도할 수 있는 음극재 기술을 지속 개발해 나갈 계획이다. 구형화·고순도화 공정 내재화에도 성공한다면 IRA 등 권역별 공급망 강화 정책에도 전략적으로 대응할 수 있을 것으로 기대된다. 음극재 사업에 있어 지금까지 이룬 성과에 만족하지 않고, 다각도의 R&D 시도를 지속해 혁신적 소재·공정 기술 개발로 K-배터리 산업 강건화에 기여할 것이다.

포스코그룹은 안전과 탄소저감에 기여하는 기술을 개발하고자 최선을 다하고 있습니다. 더 나은 사회를 만들어가는 포스코그룹의 우수한 신기술을 소개합니다. 포스코그룹 신기술에 대한 수다를 계속 이어가는 기술+잇+수다, 지금 시작합니다! 이번 편에서는 포스코퓨처엠의 인조흑연 음극재 국산화 기술을 알아봅니다.

연필심으로 친숙한 흑연은 고온을 견뎌야 하는 전로의 내화물 등 다양한 산업적 용도를 가지고 있는데요. 전기차용 리튬이온배터리의 수명과 충전성능을 결정하는 음극재의 핵심원료이기도 합니다.

포스코퓨처엠은 국내에서 유일하게 이차전지 핵심소재인 양극재와 음극재를 함께 생산하는 기업입니다. 천연흑연을 원료로 만드는 천연흑연 음극재를 생산 중이었는데, 이에 더해 인조흑연 음극재 생산 기술 개발에도 성공했습니다. 포스코퓨처엠의 인조흑연 음극재 제조 기술은 원료인 침상코크스를 3,000℃ 이상의 고온에서 가공해 음극재로 만드는 기술인데요. 국내 최초로 인조흑연 음극재 생산 기술을 개발해 국산화에 성공함으로써 국내 이차전지 산업 경쟁력을 높이고 있는 포스코퓨처엠, 왜 인조흑연 국산화 기술을 개발했으며 이 기술 개발 성공은 어떤 변화를 가져왔을까요?

포스코퓨처엠은 제철공정에서 발생하는 부산물인 콜타르를 음극재의 원료로 활용할 수 있다는 점에 주목하고 음극재 사업에 진출했는데요. 지속적인 기술개발로 2011년 국내에서 유일하게 천연흑연 음극재를 생산하는 기업으로 성장했습니다.

그동안 해외에서 음극재를 수입하던 국내 기업들의 주문이 쇄도하면서 포스코퓨처엠은 천연흑연 음극재의 생산능력을 확대하고, 인조흑연 음극재 등 제품군 확대에 나섰습니다. 인조흑연 음극재의 경우 배터리 수명과 고속충전에 유리해 시장의 선호도가 높지만, 원료가격이 높아 사업화에 어려움이 있다 보니 국내에서 생산하는 기업이 없어 수입에 의존했기 때문입니다. 2014년 6월 포스코퓨처엠이 인조흑연 음극재를 1차 개발하는데 성공한 시기, 전기차 시장의 급속한 성장과 함께 인조흑연 음극재의 사용량도 증가함에 따라 인조흑연 음극재를 생산하기에 적기라고 판단하고 시장 변화에 능동적으로 대응하기 위해 기술 개발에 박차를 가했습니다.

인조흑연은 천연흑연 제품과 비교했을 때 공정이 길고 복잡해 생산 과정에서 품질을 관리하기가 상대적으로 어려운데요. 포스코퓨처엠은 전 공정을 완전히 내재화하고 스마트팩토리 공정을 도입해 제조비용을 절감했을 뿐 아니라 실시간 품질 관리로 고객의 신뢰도 지킵니다.

인조흑연 음극재 생산 공정을 자세히 살펴볼까요? 인조흑연 음극재의 원료는 제철공정에서 부산물로 발생하는 콜타르를 가공해 만든 침상코크스입니다. 우선 침상코크스의 입자 크기를 조절하는 분쇄 과정에서 침상코크스와 피치 등을 혼합하는 공정, 생산성을 높이고자 흑연화 전에 원료를 먼저 탄화시키는 공정인 예비탄화과정을 거칩니다. 그 후 3000℃ 이상에서 열처리해 원료를 인조흑연으로 바꾸고, 인조흑연 표면을 피치로 균일하게 코팅하는 표현처리를 해줍니다. 이후 탈철 등 후처리한 최종 제품을 포장해 완성하는 과정까지가 인조흑연 음극화 국산화 기술이라고 볼 수 있습니다.

이중 특히 흑연화는 원료인 침상코크스를 3,000℃ 이상의 고온으로 열처리하는 과정으로, 음극재의 품질과 성능을 결정하는 가장 핵심적인 공정이며 가장 중요한 기술입니다. 원료의 종류와 양에 따라 공정 조건을 최적화하는 노하우가 중요한데, 포스코퓨처엠만의 흑연화 공정기술을 활용합니다.

이렇게 제조한 포스코퓨처엠의 인조흑연 음극재는 구조적 안정성이 높고 불순물 함량이 낮아 배터리 수명이 늘어나고 등방형 구조로 리튬이온의 이동속도가 빨라 고속충전에 유리하다는 강점이 있습니다.

흑연화공정은 혼합한 원료를 도가니에 담아 흑연화로에 넣고, 3,000℃ 이상에서 열처리해 흑연으로 만드는 공정입니다. 일반적으로 흑연화로에 도가니를 투입하고 배출할 때 사람이 직접 로(爐) 안에 들어가 크레인 연결 등 여러 가지 작업을 하는데요.

포스코퓨처엠은 조업자의 안전을 고려해 자체 기술로 자동화 설비를 설계해 흑연화공정을 자동화했습니다. 강한 공기압력이 흐르는 파이프로 원료를 이송하고, 로봇이 도가니에 원료를 충진해 흑연화로에 투입합니다. 3,000℃ 가 넘는 고온에서 열처리한 인조흑연은 로봇이 회수해 파이프로 공기 이송하고, 코팅 등 후처리 공정을 거칩니다.

인조흑연 음극재의 원료인 침상코크스는 자회사인 포스코MC머티리얼즈로부터 공급받습니다. 포스코MC머티리얼즈에서는 제철공정 중 코크스 제조 시 부산물로 발생하는 콜타르를 고온 건류해 침상코크스를 생산합니다. 따라서, 인조흑연 국산화 기술 완성으로 포스코는 제철 부산물 시장을, 포스코퓨처엠은 원료를 안정적으로 확보할 수 있게 됐습니다. 인조흑연 국산화 기술은 자원순환에 보탬이 되고, 포스코그룹의 밸류체인 시너지 효과를 선도합니다.

포스코퓨처엠은 지속적인 기술 개발과 기술 고도화로 현재 8만 2,000톤의 음극재 생산능력을 2025년 12만 4,000톤, 2030년 37만 톤까지 확대할 계획입니다. 2030년에는 천연흑연 음극재 18만 2,000톤, 인조흑연 음극재 15만 3,000톤, 실리콘 음극재 3만 5,000톤 등으로 생산능력을 고도화해 중국 외 글로벌시장에서 1위를 유지하는 것을 목표로 하고 있습니다.

포스코퓨처엠은 2022년 12월 미국GM과 LG에너지솔루션의 배터리 합작사인 얼티엄셀즈와 약 9,393억원 규모로 인조흑연 음극재 공급계약을 체결했습니다. 공급기간은 2023년부터 2028년까지 총 6년인데요. 이는 국산화에 이은 인조흑연 음극재의 해외 첫 수출 사례입니다. 포스코퓨처엠은 미국 인플레이션감축법 시행에 따른 배터리 업계의 공급망 확대 등 지속적으로 증가하는 글로벌 수요에 선제적으로 대응해 인조흑연 음극재 시장에서 주도권을 확보해 나갈 계획입니다.

수명과 초고속 충전 능력에 날개를 단 포스코퓨처엠, 앞으로도 인조흑연 음극재 시장의 프론티어로서 앞서나갈 것입니다.

최근 세계 각국이 기후 위기 대응을 위해 전기차 보급을 핵심 과제로 삼고 있습니다. 유럽연합(EU)과 영국, 캐나다 등은 2035년부터 내연기관 신차 판매를 금지하는 제도를 도입하기 위해 규제를 정비하고 있으며, 자국 전기차 산업 육성에도 적극적으로 나서고 있습니다.

포스코퓨처엠은 국내에서 유일하게 양극재와 음극재를 모두 생산하며 전기차 보급 확대에 기여하고 있는데요. 최근에는 배터리 소재인 양극재와 음극재를 더 환경을 고려해 제조할 수 있도록 많은 노력을 기울이고 있습니다. 재생에너지 사용, 탄소배출 저감 공정 개발 등 생산 과정에서도 ESG를 적극 실천하고 있는 포스코퓨처엠의 사례를 소개해드립니다.

지난 2월 6일 포스코퓨처엠은 포스코인터내셔널과 함께 광양 양극재 공장 지붕에 태양광 발전설비를 준공했습니다. 두 그룹사가 손잡고 추진한 이번 프로젝트에는 태양광 발전설비를 통해 생산한 재생에너지를 전 생산 공정에 십분 활용해 탄소저감을 실현해 나가겠다는 의지가 담겼는데요. 재생에너지 전환을 위해 포스코퓨처엠과 포스코인터내셔널이 함께 시너지를 만들었다는 점에서 더욱 의미가 큽니다.

그 체계를 한번 살펴볼까요? 포스코퓨처엠이 제공한 광양 양극재 공장 지붕에 포스코인터내셔널이 2.2MW 규모의 태양광 패널을 설치하면 연간 2.6GWh의 재생에너지를 생산할 수 있는 체제를 갖추게 됩니다. 이를 통해 포스코인터내셔널은 신재생에너지 공급인증서(REC)를 확보할 수 있게 되죠. 이렇게 확보된 공급인증서를 포스코퓨처엠이 구매해 RE100 실적에 활용하는 선순환 구조의 사업입니다.

포스코퓨처엠의 재생에너지 사용 확대를 위한 노력은 이번이 처음이 아닌데요. 포스코인터내셔널과 광양 양극재 공장에 태양광 발전설비를 준공하기에 앞서 2021년 8월에는 세종 음극재 공장 옥상과 주차장 등에 연간 209MWh 규모의 재생에너지를 생산할 수 있는 태양광 발전설비를 직접 설치해 자체적으로 운영해 온 바 있습니다. 그간 꾸준히 세계적인 기후변화 대응 노력에 동참하며 탄소저감에 앞장서 온 것이죠.

▲포스코퓨처엠 세종 음극재 공장 태양광 발전설비.

포스코퓨처엠은 앞으로도 태양광을 이용한 재생에너지 발전과 재생에너지 공급인증서(REC) 구매, 전력구매계약(PPA)* 등 다양한 포트폴리오를 활용해 재생에너지 사용량을 확대하고, 지속가능한 미래를 만들어 나가는 데 지속해서 기여할 계획입니다.

*PPA(Power Purchase Agreement) : 재생에너지 발전소와 전기 소비자 간 계약 형태로 재생에너지 발전소에서 생산된 전력을 전기 소비자가 일정기간동안 사전에 합의된 가격으로 구매하는 제도를 뜻함.

태양광 발전설비는 지속가능성과 경제성을 높이는 데 있어 우수하다고 평가할 수 있습니다. 환경보호 : 화석연료를 이용하지 않고 태양에너지를 활용하기 때문에 대기오염과 온실가스 배출을 줄일 수 있으며 이는 지구온난화를 방지하고 환경을 보호하는 데 큰 도움이 됩니다. 지속가능성 : 태양광은 무한한 태양에너지를 이용하므로 에너지원의 고갈 우려가 없습니다. 이는 지속적인 전력 공급을 보장하고 에너지 안정성을 높이는 데 도움을 줍니다. 경제성 : 초기 투자 비용이 있기는 하지만, 화석연료와 같이 원료비가 별도로 발생하지 않으며 유지 보수가 비교적 간편합니다.

양·음극재가 지속가능한 소재로 주목받고 있는 가운데 제품 생산 과정에서도 ESG 경쟁력을 갖추기 위해 노력하고 있는 포스코퓨처엠의 다양한 사례들을 소개해 드렸는데요. 궁극적으로 포스코퓨처엠은 2035년까지 전기차 배터리의 핵심 소재인 양·음극재 생산에 활용하는 모든 전력을 재생에너지로 전환하고, 탄소 포집·활용·저장 기술 등 환경을 고려한 기술 도입을 통해 탄소저감 달성을 목표로 하고 있습니다. 지속가능한 미래소재로 세상에 가치를 더해 나갈 포스코퓨처엠의 도전에 많은 응원 부탁드립니다!

전기차는 운행 중 탄소를 배출하지 않지만, 배터리 원료 채굴 및 가공, 배터리·전기차 제조, 물류 등 전체 생산 밸류체인에서의 탄소 배출은 불가피합니다. 이에 따라 포스코퓨처엠은 생산공장에서 발생하는 온실가스를 세부 공정으로 구분해 산정한 뒤 체계적으로 관리하고 있으며 해당 수치가 관련 법률에 따른 할당량을 준수하는지 상시 모니터링하고 있는데요. 또한 모니터링을 통해 추출한 해당 데이터를 바탕으로 온실가스 저감 전략을 수립하고 실행해 오고 있습니다.

그 일례로 세종 음극재 공장에서는 지난해 부산물 연소 공정에서 천연가스와 산소 유입량 비율을 최적화하는 공정을 개발할 수 있었는데요. 현장 관계자를 통해 공정 개발 성공이 주는 의미와 효과에 대해 들어봅니다.

포스코퓨처엠 세종 음극재 공장은 부산물 연소 공정에서 천연가스와 산소 유입량 비율을 최적화하는 공정을 개발해 연간 622톤 CO2-eq(이산화탄소 환산 톤)의 탄소를 감축했습니다. 이는 내연기관 승용차 390대의 연간 평균 배출량에 해당하는 양입니다. 천연가스와 산소가 연소반응을 일으킬 때는 필연적으로 탄소가 배출되는데, 오랜 기간에 걸쳐 축적한 데이터들을 활용, 공정 중 반드시 필요한 양의 산소만을 투입해 탄소배출량을 줄이는 원리입니다.

세종 음극재 공장뿐만 아니라 구미 양극재 공장에서도 올해 압축공기 제조설비의 가동효율을 높여 탄소배출량을 감축할 계획입니다. 압축공기는 제품 운반 용기의 기밀시험*, 해쇄공정* 등 다양한 용도로 활용되는데요. 포스코퓨처엠은 압축공기 제조 시, 계절별 온·습도를 고려한 최적의 장비 운용 프로세스를 구축해 온실가스 배출량을 효과적으로 줄여나갈 예정입니다.

*기밀시험 : 용기의 기체가 밀폐되어 외부로 누설되는 일이 없는 것을 기밀이라 하며, 용기의 손상과 파손이 있는지 등을 검사하는 것을 통해 기밀이 완벽한가를 시험하는 것을 뜻함.
*해쇄공정 : 양극재를 원하는 크기로 분쇄하는 공정.

포스코퓨처엠은 배터리 소재 업계로는 최초로 양극재, 음극재에 대한 환경성적표지 인증을 획득하며 탄소배출량 관리 체계를 구축했습니다. 환경성적표지는 제품의 원료 채굴부터 생산, 사용, 폐기 등 전체 제품 주기에 대한 환경영향을 평가해 표시하는 환경부 주관 국가공인 인증제도인데요. 2022년 2월에는 천연흑연 음극재에 대한 환경성적표지 인증을 먼저 획득했으며 같은 해 10월에는 각각 니켈 함량 60%, 80% 이상이 함유된 PN6과 PN8 양극재 제품의 인증을 획득했습니다.

그렇다면 인증 획득을 위해서는 어떤 과정을 거쳐야 할까요? 바로 탄소 발자국, 자원 발자국, 물 발자국, 오존층 영향, 산성비, 부영양화, 광화학 스모그 등 환경영향 전반에 대한 정보를 제공해야 하는데요.

​예를 들어 포스코퓨처엠의 PN8 양극재 1kg을 생산할 때 발생하는 탄소 발자국은 25.9kgCO₂로, 60KWh 용량 전기차 1대 기준으로 환산하면 약 2020kgCO₂입니다. PN6 양극재 1kg을 생산할 때의 탄소 발자국은 22.0kgCO₂로 전기차 1대 기준 1716kgCO₂이죠. 이처럼 환경영향을 범주별로 분류해 제품 및 서비스의 환경영향을 정확하고 투명하게 공개하는 과정을 거쳐야만 환경성적표지 인증을 획득할 수 있는데요. 포스코퓨처엠은 다른 기업들보다 먼저 배터리 핵심 소재의 환경성을 투명하게 공개함으로써 기업의 미래 비전을 입증해 오고 있습니다.

포스코퓨처엠의 도전은 여기서 멈추지 않을 예정인데요. 환경성적표지 인증을 획득한 기존 제품에 더해 니켈 함량을 90% 이상으로 높인 하이니켈 양극재를 비롯해 NCA, LFP, 코발트프리 양극재 등 더욱 다양한 제품의 환경성적표지 인증을 받을 계획입니다.

한발 더 나아가 양·음극재의 저탄소 제품 인증도 추진할 계획인데요. 저탄소 제품은 공정 개선 등을 통해 감축한 탄소 발자국 값이 환경부에서 정한 기준을 충족한 제품으로, 환경성적표지 취득 제품에만 인증이 가능합니다. 또한 공정 과정에서 발생하는 폐기물에 대한 순환자원 품질인증 취득도 추진할 계획입니다.

환경성적표지 인증은 회사가 환경경영을 위해 노력했다는 것을 결과로 인정받은 것과 마찬가지입니다. 주요 환경영향을 전 과정 관점에서 산출해 인증 받았다는 것은, 기후 위기에 대응하고자 실질적인 행동을 하며 회사의 사회적 책임을 다하는 중요한 임무를 수행했다는 것을 의미합니다. 추후에는 이차전지 업계 화두인 EU 배터리 규제에 대응하기 위해 전 제품군에 대한 탄소 발자국을 산출해 이를 확대하고 발전시켜 나가고 싶습니다. 포스코퓨처엠은 환경규제에도 불구하고 당사와 거래하는 많은 고객으로부터 신뢰를 받는 기업이 되고자 최선을 다할 것입니다. 지속 가능한 경영과 환경 보호에 기여하는 포스코퓨처엠을 만들기 위해 노력하겠습니다.

환경성적표지 인증은 회사가 환경경영을 위해 노력했다는 것을 결과로 인정받은 것과 마찬가지입니다. 주요 환경영향을 전 과정 관점에서 산출해 인증 받았다는 것은, 기후 위기에 대응하고자 실질적인 행동을 하며 회사의 사회적 책임을 다하는 중요한 임무를 수행했다는 것을 의미합니다. 추후에는 이차전지 업계 화두인 EU 배터리 규제에 대응하기 위해 전 제품군에 대한 탄소 발자국을 산출해 이를 확대하고 발전시켜 나가고 싶습니다. 포스코퓨처엠은 환경규제에도 불구하고 당사와 거래하는 많은 고객으로부터 신뢰를 받는 기업이 되고자 최선을 다할 것입니다. 지속 가능한 경영과 환경 보호에 기여하는 포스코퓨처엠을 만들기 위해 노력하겠습니다.

양극재, 음극재가 지속가능한 소재로 주목받는 가운데, 포스코퓨처엠은 제품 생산 과정에서도 ESG 경쟁력을 갖추고자 노력하고 있습니다. 궁극적으로는 2035년까지 전기차 배터리의 핵심 소재인 양·음극재 생산에 활용하는 모든 전력을 재생에너지로 전환하고, 탄소 포집·활용·저장 기술 등 환경을 고려한 기술 도입을 통해 탄소저감을 이뤄내겠다는 목표입니다. 앞으로도 지속가능한 미래 소재로 세상에 가치를 더해 나갈 포스코퓨처엠의 도전에 많은 응원 부탁드립니다!

최근 가장 주목받고 있는 이차전지소재 핵심광물은 ‘리튬’과 ‘코발트’입니다. 리튬은 이차전지 제조에 반드시 필요한 핵심광물로 배터리의 에너지 밀도를 결정짓는 역할을 합니다. 배터리 출력을 높이는 역할을 하는 코발트는 고용량 이차전지에 없어서는 안 될 필수 요소로, 생산지역이 콩고민주공화국(D.R.콩고)을 비롯한 아프리카에 집중되어 있습니다. 특히 코발트는 이차전지소재 핵심광물 중 톤 당 가격이 가장 비쌉니다.

이에 따라 최근에는 코발트를 대체하기 위한 연구들이 증가하고 있는데요. 중국 업체들이 주도하고 있는 리튬인산철(LFP) 배터리가 대표적입니다. 리튬인산철 배터리는 코발트를 사용하지 않아 주행 거리가 짧은 대신 가격이 낮다는 장점을 가지고 있습니다. 이 외에도 코발트 가격의 30분의 1 수준인 망간을 활용한 배터리 개발도 활발하게 진행되고 있습니다.

한편 이차전지와 함께 재생에너지, 수소 기술과 관련한 핵심광물의 확보도 탄소저감을 위한 에너지 전환에는 매우 중요합니다. 한국지질자원연구원은 2022년 탄소저감 실현과 에너지 전환 대비를 위한 6대 핵심광물로 리튬, 니켈, 코발트, 흑연, 희토류, 백금족을 지정했습니다.

특히 백금족은 자동차, 화학, 전기·전자 산업 외에도 연료전지 및 전해조 방식의 수소 생산에서 필수적으로 사용되는 핵심 금속입니다. 세계적으로 수소경제가 탄소저감의 한 축으로 확대 추진되면서 향후 연료전지용 백금족 금속에 대한 수요도 늘어날 것으로 전망됩니다.

이 밖에 풍력 터빈의 영구자석에 필요한 희토류는 2040년까지 3배 이상 증가할 것으로 예상됩니다. 희토류 영구자석은 풍력 등 재생에너지뿐만 아니라 스마트폰, 전기차, 수소차, 플라잉카, 드론택시 등 미래 모빌리티 기술에도 필수적인 원자재입니다.

포스코그룹은 국내에서 유일하게 양극재와 음극재를 동시에 생산하고 있습니다. 양극재는 니켈, 코발트, 리튬, 망간 등으로 구성되고, 음극재는 흑연이 필수 원료입니다. 현재 포스코그룹은 양극재를 구성하는 핵심광물의 80% 이상, 음극재의 경우 90% 이상을 중국에서 공급받고 있습니다.

그러나 최근 미-중 갈등 격화로 중국산 핵심광물에 대한 미국, 유럽 등의 제재가 강화되고 있어 공급망 다변화의 필요성이 높아졌습니다. 이에 포스코그룹은 아르헨티나, 호주, 인도네시아, 아프리카 등으로 공급망 다변화를 시도하고 있습니다. 구체적으로 아르헨티나와 호주에서는 리튬을, 인도네시아에서는 니켈, 아프리카에서는 흑연을 확보해 소재화할 예정입니다.

아프리카는 전 세계 1/3의 광물을 보유하고 있는 풍부한 광물 지역입니다. 특히 핵심광물 중 코발트는 전 세계 생산량의 70% 이상, 백금족의 경우에는 80% 이상이 아프리카에서 생산됩니다.

최근에는 짐바브웨와 나미비아, 모로코 등에서 리튬 개발도 활발히 이루어지고 있습니다. 이에 따라 기존에 남미와 호주 중심으로 이루어지던 리튬 개발이 아프리카에서도 활기를 띠고 있습니다. 이 밖에도 모잠비크에서는 연간 20만 톤 이상의 천연흑연을 생산하고 있고, 천연흑연 매장이 풍부한 탄자니아와 마다가스카르에서도 개발 프로젝트들이 진행되고 있습니다.

중국은 일찍부터 아프리카 핵심광물 확보에 나섰습니다. 그 결과 아프리카 코발트의 약 70%를 중국 기업들이 확보했으며, 최근에는 리튬 확보를 위해 짐바브웨, 나미비아 등에 대규모 투자를 하고 있습니다.

한편 유럽과 미국은 중국의 아프리카 핵심광물 독점을 막기 위해 아프리카 광물부국들에 자금 및 기술 등을 지원하며 협력을 강화하고 있습니다. 특히 미국은 2022년에 「핵심광물 안보 파트너십(MSP)」을 만들어 유럽과 일본, 한국 등과 협력을 추진하고 있습니다.

한국 기업들의 아프리카 핵심광물 계약은 아직 미미한 실정입니다. 가장 큰 규모의 투자가 진행되고 있는 곳은 마다가스카르의 암바토비 니켈 광산 및 제련 부문으로 이 프로젝트에는 한국광물자원공사와 포스코인터내셔널 등이 참여하고 있습니다. 이 밖에 포스코그룹이 탄자니아와 마다가스카르에 천연흑연 확보를 위한 지분을 투자했으며, LG화학도 모로코에서 중국의 화유그룹과 리튬 양산을 위한 공장 설립에 나섰습니다.

포스코그룹은 천연흑연 확보를 위해 포스코인터내셔널이 마다가스카르, 탄자니아와 ‘흑연 공급망 구축 업무 협약’ 체결했고, 포스코홀딩스는 탄자니아 흑연 광산을 보유 중인 블랙록마이닝의 지분 15%를 인수했습니다.

앞에서도 언급했듯이 포스코그룹의 이차전지소재 핵심광물 수입은 중국 비중이 높습니다. 지금까지는 중국으로부터 안정적으로 공급받아 양극재와 음극재를 생산하고 있지만 미중 갈등의 고조, 중국의 핵심광물 수출 통제 등에 따른 공급망의 리스크 대비가 필요합니다. 따라서 포스코그룹은 이차전지소재 관련 안정적인 공급망 확보를 위해 광물이 풍부한 국가에서 글로벌 기업들과 협력을 통해 핵심광물을 확보하고자 합니다. 아프리카에서의 천연흑연 확보도 그 일환이라고 할 수 있습니다.

포스코그룹은 1996년 크롬 확보를 위해 남아프리카공화국 현지 업체와 생산 합작 법인을 만들어 진출한 경험이 있고, 2006년에는 포스코인터내셔널이 마다가스카르 암바토비 니켈 광산에 투자를 했습니다. 그러나 이후에는 아프리카 광물 투자가 주춤해졌고, 최근에야 이차전지소재 핵심광물 확보가 중요해지면서 탄자니아와 마다가스카르에 천연흑연 확보를 위한 지분 투자를 시작했습니다.

다만 현재도 흑연 이외의 핵심광물에 대한 투자는 본격적으로 이루어지지 않고 있습니다. 이는 아프리카의 높은 정치적 리스크와 열악한 인프라 등으로 초기 자본투자 비용이 크기 때문입니다. 그러나 과도한 중국 의존에서 벗어나기 위해서는 한국 정부의 지원과 미국의 핵심광물 안보 파트너십 등을 바탕으로 유럽, 일본 기업 등 글로벌 기업과의 협력을 통해 향후 아프리카 핵심광물 투자는 반드시 필요한 부분으로 여겨집니다.