▲ ‘인터배터리 2026’ 포스코그룹 부스 전경

안녕하세요. ‘인터배터리 2026’ 현장에서 포스코퓨처엠 홍보그룹 성창민입니다! 미래 배터리 기술과 트렌드를 한 자리에서 만날 수 있는 ‘인터배터리 2026’가 성황리에 개최되었습니다. 올해 포스코그룹은 ‘Together, Drawing BoT* Future’를 주제로 전시 공간을 마련했는데요. 모든 사물이 배터리로 구동되는 미래 모습과 이를 위한 배터리 소재 기술을 생생하게 확인할 수 있도록 ▲자율주행 EV ▲데이터센터 ESS ▲Advanced Solution ▲Open Innovation ▲지속가능 공급망 등 5개의 존으로 부스를 구성했습니다. 각 부스에서 어떤 기술들을 전시했고, 어떤 미래 모습을 엿볼 수 있었는지 함께 살펴볼까요!

*BoT(Battery of Things) : 사물배터리. 모든 사물이 배터리를 통해 구동되고 연결되는 시대를 의미

가장 먼저 만나본 곳은 자율주행 EV Zone이었는데요. 이곳에서는 전기차의 주행거리 향상과 자율주행을 위한 양극재 제품을 살펴볼 수 있었습니다.

배터리의 용량을 늘리기 위해서는 양극재의 역할이 중요한데요. 특히 최근에는 제한된 공간에 장시간 구동이 필요한 배터리를 탑재해야 하는 휴머노이드 분야나 자율주행을 위한 센서의 작동, AI 연산 등에 필요한 대용량 배터리의 필요성이 커졌습니다.

이뿐만 아니라 세계 각국에서 전기차 구매 보조금이 폐지되면서 미드레인지(중급), 엔트리(초급) 전기차 시장에서 가격 경쟁이 본격화되고 있는데요.

▲ 포스코퓨처엠 양극재 샘플

이러한 수요에 맞춰 포스코퓨처엠은 니켈 함량을 95%까지 끌어올려 배터리 용량을 극대화한 울트라 하이니켈 양극재 제품과 중저가 시장을 겨냥한 고전압 미드니켈 양극재, LMR(리튬망간리치) 양극재 등 다양한 세그먼트에 맞춘 양극재를 선보였습니다.

두 번째로 만나본 ‘데이터센터 ESS Zone’에서는 ESS*를 겨냥한 선제적인 포트폴리오를 엿볼 수 있었습니다. 세계적인 탈탄소 정책 강화와 재생에너지에 대한 관심으로 재생에너지의 부하 관리, 출력 안정화 등 에너지저장장치(ESS) 시장이 커지고 있는 상황인데요.

*ESS(에너지저장시스템, Energy Storage System) : 신재생 발전원에서 생산된 전력 또는 기존 전력망의 전력을 배터리에 저장 후, 필요 시 방전하여 효율적인 에너지 사용을 돕는 핵심 기술

▲ 포스코퓨처엠 LFP 양극재 원료 및 제품 샘플

그 중 LFP 양극재는 저렴한 가격과 높은 안정성, 긴 수명 등으로 ESS 시장에서 가장 주목받고 있습니다. 이러한 트렌드에 발맞춰 포스코퓨처엠도 LFP 양극재 샘플을 전시하고 개발·생산계획을 소개했는데요.

포스코퓨처엠은 LFP 시장 조기 진입을 위해 기존 포항 양극재 공장 삼원계 NCM 생산라인 일부를 LFP 양극재 생산라인으로 개조해 연내 공급을 개시할 계획입니다. 또한, 포항에 연산 최대 5만톤까지 확장가능한 LFP 양극재 전용공장을 짓고 2027년 하반기부터 양산을 개시할 계획입니다.

‘첨단솔루션 Zone’에서는 로보틱스, 드론, 모빌리티 등 미래 산업 분야에서 배터리가 사용되는 다양한 어플리케이션들을 만나볼 수 있었습니다.

▲ 배터리로 구동되는 다양한 어플리케이션

이곳에서 관람객들의 흥미를 끈 전시물은 바로 4족 보행 로봇이었는데요. 4족 보행 로봇은 제철소 내 고위험 작업을 로봇이 대신해 안전한 작업 환경을 만들고 있는데요. 이 로봇은 포스코그룹이 개발해 현재 광양제철소 등 일부 현장에서 그 임무를 충실히 수행하고 있습니다.

▲ 포스코그룹이 개발한 산업용 사족보행 로봇

이렇듯 산업 현장의 모습을 바꿔갈 로보틱스 분야는 제한된 공간 안에 최대한 많은 용량의 배터리를 탑재하고, 배터리 충전 시간에 따른 작업 공백 시간(리드타임)을 최소화 하는 것이 중요한데요.

▲ 실리콘 음극재 샘플

포스코그룹은 이를 위한 실리콘 음극재 제품도 소개했습니다. 실리콘 음극재는 기존 흑연계 음극재 대비 저장용량을 최대 10배 높일 수 있고, 급속 충전 성능도 우수해 차세대 음극재로 주목받고 있는데요. 포스코퓨처엠은 2024년부터 실리콘 탄소 복합체 음극재(Si-C)* 데모플랜트를 가동했고, 2027년부터 본격 양산에 나설 계획입니다.

*실리콘 탄소 복합체(Si-C) 음극재 : 실리콘의 높은 용량을 유지하면서, 탄소(흑연·CNT 등)와 결합해 부피 팽창을 완화하고 전기전도성·안정성을 높이려는 실리콘 음극재의 한 형태

‘오픈 이노베이션 Zone’에서는 미래 배터리 시장 선점을 위해 다양한 기업들과 협업한 차세대 소재 개발 현황을 공개하고 있었는데요.

▲ 포스코퓨처엠과 협업 중인 기업들의 제품 샘플

우수한 에너지 밀도와 충전 성능뿐만 아니라 높은 안정성으로 차세대 배터리 산업의 게임체인저로 주목받고 있는 전고체 배터리 개발을 위해 협력하고 있는 미국의 팩토리얼(Factorial)사, 차세대 실리콘 음극재 제조 기술 협업을 진행하고 있는 미국의 실라(Sila)사, 음극재 원료 공급망 다변화를 위해 메탄에서 흑연을 추출하는 기술을 공동 연구하고 있는 미국의 몰튼(Molten)사 등 혁신 기업들과의 콜라보레이션을 살펴볼 수 있었습니다.

▲ 포스코그룹의 배터리 소재 원료 샘플

마지막으로 살펴볼 곳은 ‘지속가능 공급망 Zone’입니다. 포스코그룹은 경쟁력 있는 배터리 소재를 생산하기 위해 원료부터 소재, 리사이클링에 이르기까지 배터리 산업 전 주기에 걸친 공급망을 구축하고 있는데요.

특히, 아르헨티나 리튬 염호, 호주 리튬 광산, 아프리카 흑연 광산과 같은 글로벌 우량 자원에 대한 선제적인 투자를 지속하고 있고, 포스코퓨처엠은 포스코그룹이 투자한 리튬 공급망을 통해 양극재의 원료인 리튬을 공급받고 있습니다.

이뿐만 아니라 포스코퓨처엠은 군산 새만금에 음극재의 중간소재인 구형흑연 생산 공장 건설을 추진하는 등 그룹 차원의 공급망 경쟁력을 본격화하고 있습니다.

▲ 배터리 소재 리사이클링 공정

이외에도 폐배터리에서 유가 금속을 추출해 배터리의 원료로 재활용하는 리사이클링 공정도 소개했는데요. 글로벌 경쟁력을 갖추면서도 지속가능한 공급망을 구축하기 위한 포스코그룹의 노력이 보이시나요?

이번 ‘인터배터리 2026’의 포스코그룹 부스는 배터리 소재 경쟁력을 살펴볼 수 있는 5개의 Zone 외에도 관람객들이 배터리 소재를 쉽게 이해하고 기부에도 참여할 수 있는 ‘캐치 더 배터리 머티리얼즈(Catch the Battery Materials)’ 이벤트도 진행했는데요.

▲포스코퓨처엠은 인터배터리 2026에서 ‘캐치 더 머티리얼즈’ 이벤트를 통해 관람객과 모은 기부금을 포스코1%나눔재단에 전달했다.

주어진 미션에 맞춰 리튬, 전구체, 흑연 등 배터리 소재를 형상화 한 볼을 잡아 배터리를 완성하고 획득한 점수에 따라 다양한 경품을 획득하고, 적립된 점수는 기부금으로 환산해 포스코1%나눔재단에 기부하는 등 관람객들의 흥미를 더했습니다.

※ 이 콘텐츠는 포스코퓨처엠 스토리 기사를 토대로 제작되었습니다.

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!

지난 3월 6일부터 8일까지 사흘간 서울 코엑스에서 열린 ‘인터배터리 2024’는 세계 배터리 산업의 축소판이라고도 불리는 국내 최대 배터리 산업 전문 전시회인데요. 올해로 12회를 맞은 이번 전시에는 전 세계 18개국 790여 개의 유수한 배터리 소재 기업이 참가해 지난해보다 대거 확대된 역대 최대 규모를 자랑했습니다.

그중에서도 가장 눈에 띈 기업은 단연 포스코그룹이었는데요. 포스코퓨처엠이 주축이 돼 양·음극재 사업을 중심으로 선보였던 작년과 달리, 올해는 포스코홀딩스가 키를 잡고 포스코, 포스코인터내셔널, 포스코퓨처엠을 아우르는 그룹 이차전지소재 사업 풀밸류체인을 관람객들에게 소개해 큰 호응을 얻었습니다. 또, 현장에 가장 크게 자리한 포스코그룹 부스에서는 사업별 프로세스를 모형으로 만들어 전시하고, 전시관 중앙에 배치한 영상용 미디어월을 통해 글로벌 네트워크와 향후 로드맵까지 선보이는 임팩트 있는 구성으로 관람객들의 이해를 도왔습니다.

지금부터 안 가도 가본 듯, 현장을 그대로 담아낸 랜선 전시회를 통해 포스코그룹 이차전지소재사업의 경쟁력과 미래 비전을 자세히 만나보도록 할 텐데요. 일일 가이드로 나선 포스코경영연구원 박재범 수석연구원과 함께 인터배터리 현장으로 떠나 보시죠!

순환하는 원형 구조물 위에 전시된 모형 중에서 수많은 관람객의 시선을 끈 건 리튬 사업을 소개하는 코너였는데요. 포스코그룹은 염수·광석리튬과 폐배터리 리사이클링 등을 기반으로 리튬 자급력을 키워 글로벌 이차전지소재 기업으로서 경쟁력을 강화해 나갈 것이란 계획을 밝힌 바 있기에 이번 전시에서 리튬 특별 부스를 비중 있게 준비해 관람객들에게 선보였습니다.

특히 올해는 포스코그룹이 리튬을 자체 생산하는 원년으로, 기념비적인 한 해가 될 것으로 예상하는데요. 가장 먼저 염수리튬과 광석리튬을 기반으로 한 수산화리튬사업의 진행 상황과 향후 계획을 알아봅니다.

2018년 아르헨티나 옴브레 무에르토 리튬 염호 광권을 인수한 포스코그룹은, 2022년부터 아르헨티나에 염수리튬 1단계 상용화 공장 상·하공정을 건설하고 있는데요. 상용화 공장이 올 상반기 준공되면 2만 5천 톤 규모의 수산화리튬을 생산하겠다는 계획입니다.

탄산리튬을 생산하는 2만 5천 톤 규모의 2단계 상공정도 지난해 6월 착공해 2025년 준공을 목표로 하고 있습니다. 주목할 만한 것은, 아르헨티나 현지 상공정에서 생산한 탄산리튬을 올해 광양만 율촌1산업단지에 착공한 2단계 하공정으로 가져와 수산화리튬으로 전환하겠다는 로드맵인데요. 이렇게 생산한 수산화리튬을 포스코퓨처엠 양극재 공장 등에 적시 공급하는 등, 탄탄한 공급망 구축을 통해 글로벌 이차전지 소재 공급사로서 우위를 선점해 나갈 것입니다.

광석리튬은 포스코홀딩스가 지분을 투자한 서호주 포스코 필바라 미네랄스社의 광산에서 채굴해 오고 있는데요. 광산에서 채굴한 광석리튬을 갖고 불순물을 제거하고 분리하는 정광과 선광 작업을 거쳐 스포듀민을 만들면, 선박을 이용해 지난해 11월 준공한 포스코필바라리튬솔루션 1공장으로 연간 최대 31만 톤의 스포듀민을 공급해 오는 방식이죠. 이후 포스코필바라리튬솔루션이 갖추고 있는 리튬 정제시설에서 하공정 작업을 거치면 수산화리튬이 만들어 집니다.

현재는 램프 업(생산량 확대)을 진행 중인 1공장과 별개로 비슷한 규모의 2공장도 건설 중에 있는데요. 연내 2공장이 완공되면 전기차 약 100만 대를 생산할 수 있는 연간 4만 3000톤 규모의 이차전지 소재용 수산화리튬 생산 체제를 갖추게 됩니다. 나아가 캐나다 유망 리튬광산사들과의 파트너십을 확대해 2030년 광석리튬 기반 수산화리튬 생산량을 22만 톤까지 확대할 예정입니다.

포스코그룹은 아르헨티나 염호와 호주 광산에서 각각 생산한 염수·탄산 리튬과 광석리튬을 국내로 조달해 수산화리튬 생산량을 꾸준히 늘릴 계획이며, 장기적으로는 북미에서 유전염수, 지열리튬, 점토리튬 등의 비전통 리튬 자원까지 개발해 사업 영역을 확대해 나갈 계획인데요. 이렇게 확장한 밸류체인을 통해 2030년까지 리튬을 약 42만 3000톤 확보하고 글로벌 톱3 리튬 생산기업으로 도약하겠다는 포부입니다.

니켈은 전기차의 에너지 밀도와 주행거리를 결정짓는 양극재의 핵심원료입니다. 니켈 원광은 광상에 따라 황화광과 산화광 두 가지로 나뉘는데요. 호주, 캐나다 등 극지방에 주로 매장된 황화광은 품위가 높아 이를 갖고 순도 99.8% 이상인 Class1 니켈로 만들어 양극재 원료로 활용하기에 용이합니다. 그에 반해 산화광은 인도네시아 같은 동남아에 매장돼 있어 순도가 낮은 Class2 니켈로 가공돼 주로 스테인리스 등 합금철을 만드는 데 사용되고 있죠.

하지만 최근에는 황화광을 곳곳에서 장기간 채굴함에 따라 자원 고갈 문제와 이에 따른 품위 저하 문제까지 잇따르고 있는데요. 그 해법으로 산화광을 Class1 니켈로 전환해 양극재 소재로 쓰이도록 하는 새로운 프로젝트들이 세계 각국에서 시도되고 있습니다.

산화광은 리모나이트와 사프로나이트 두 종류로 구분됩니다. 사프로나이트를 니켈 합금철과 건식제련 공정을 통해 니켈 함유량이 70% 이상인 니켈 매트로 만들고, 리모나이트는 고압산침출법(HPAL)이라는 습식 제련 공법을 통해 니켈이 40~60% 함유된 니켈 MHP로 만드는데요. 이 두 가지 니켈 중간재에 또다시 정련 과정을 거치면 결과적으로 양극재에 쓰이는 황산니켈이 만들어지는 것입니다.

전 세계 니켈 매장과 생산 현황을 살펴보면, 인도네시아와 호주 각각에 약 2100만 톤, 브라질에 1600만 톤, 러시아에 750만 톤이 매장된 것으로 추산되는데요. 그중 채굴 및 생산된 양을 보면 인도네시아가 160만 톤으로 가장 많습니다. 포스코그룹은 다양한 채널을 통해 니켈 확보에 초점을 맞추고 있는데요. 그중에서도 특히 인도네시아에서 대량의 니켈을 확보한 후 한국으로 공급해 와 배터리용 황산니켈을 생산할 계획입니다.

전기차 시장이 확대되면서 배터리 수요도 늘고 있습니다. 동시에 배터리 핵심원료인 리튬과 니켈, 코발트 등을 확보하려는 기업 간 경쟁도 커지고 있죠. 하지만 이 원료들은 특정 국가들에 집중 매장돼 있거나 가격이 높아 안정적인 공급망 확보가 쉽지 않은데요.

이에 따라 폐배터리에서 원료를 추출하는 리사이클링 사업이 전 세계적으로 주목받고 있습니다. 폐전기차에서 나온 폐배터리를 파쇄하고 분리한 후 리튬이나 니켈, 코발트 등의 원료를 추출해 이를 양극재 등 배터리 소재 생산에 재활용하는 방식인데요. 해당 방식으로 원료 추출 시, 광산 채굴 과정에서 발생하는 환경 오염을 해소할 수 있을 뿐 아니라, 원료 공급 부족 문제도 해결할 수 있는 장점이 있죠.

포스코그룹은 이차전지 리사이클링 전문 기업 포스코HY클린메탈을 주축으로 폐배터리 리사이클링 사업을 이어오고 있습니다. 2022년 8월 폴란드 현지에 설립한 PLSC 공장에서 폐전기차에서 나온 폐배터리를 수거해 파쇄 및 분리하여 블랙 파우더를 만드는 상공정 작업을 진행하고 있는데요. 이렇게 생산한 블랙 파우더를 광양에 있는 포스코HY클린메탈로 가져와 침출, 용매 추출, 결정화하는 하공정 절차를 거치면 전기차용 배터리에 적합한 원료인 황산 니켈·코발트·망간·리튬,구리 등이 만들어집니다.

포스코HY클린메탈은 현재 포스코퓨처엠 광양 양극재 공장 인근에 있어 양극재 생산에 필요한 원료를 포스코퓨처엠에 안정적으로 공급하고 있는데요. 따라서 리사이클링 사업은, 포스코그룹 이차전지소재사업의 연결고리이자 순환고리라 할 수 있죠. 포스코그룹은 앞으로 북미를 비롯한 다른 여러 국가에도 리사이클링 사업 진출 계획을 갖고 있는데요. 2030년까지 연산 7만 톤의 재활용 원료 생산 능력을 갖출 계획입니다.

양극재는 전기차의 주행거리, 배터리의 안정성·수명 성능 등을 결정해 이차전지를 이루는 가장 중요한 소재라고 할 수 있습니다. 이러한 양극재를 만들기 위해선 리튬 산화물과 니켈, 코발트, 망간 등의 기타 원료를 배합해 양극재가 되기 바로 이전 단계의 중간재인 전구체로 만드는 과정을 거쳐야 하는데요. 이 과정에서는 여러 가지 서로 다른 이온을 수용액 또는 비수용액에서 함께 가라앉혀 침전 물질을 만들어 내는 공침법을 주로 사용해 제조합니다. 이렇게 제조된 전구체와 리튬을 가지고 고온에 굽는 소성 작업을 거치면 비로소 양극재가 만들어지게 되는 것이죠.

포스코퓨처엠은 니켈, 망간을 활용해 총 3가지 이상 원료로 구성한 NCM(니켈·코발트·망간), NCA(니켈·코발트·알루미늄), NCMA(니켈·코발트·망간·알루미늄) 등의 삼원계 양극재를 모두 생산하는 기업으로, 전기차 소재 시장에서 그 경쟁력을 입증하고 있습니다. 특히 니켈 함량이 커질수록 배터리 에너지 밀도와 전기차 주행거리가 늘어난다는 장점이 있는데요. 포스코퓨처엠은 지속적인 R&D 끝에 니켈 함유량 86% 이상인 하이니켈 양극재 NCM86 생산에 성공한 바 있으며, 현재 이를 주력 제품으로 삼고 양산해 오고 있습니다.

양극재는 현재 한국에 있는 구미·광양·포항 공장에서 양산하고 있으며 이 밖에도 중국 저장성 퉁샹시에 있는 절강포화에서도 생산하고 있습니다. 북미의 경우 2022년 7월 캐나다 퀘벡에 미국 자동차 회사인 GM과 함께 양극재 합작사 얼티엄캠을 설립했으며 올해 하반기 준공을 앞두고 있는데요. 이 외에도 장기적으로는 세계 각국으로 양극재 사업 영역을 펼쳐 나갈 예정입니다.

양극재와 함께 이차전지의 핵심 소재인 음극재는 우리가 흔히 아는 연필심인 흑연을 이용해 만듭니다. 먼저 천연흑연을 생산하기 위한 기초 과정으로는 흑연 광산에서 광석을 채굴해야 하죠. 채굴 후 선광 작업을 거쳐 순도를 높인 인상흑연에 또다시 탈철 공정 등을 거치면 동그란 구형흑연이 생산되는데요. 이 구형흑연을 고온에 굽는 소성로에 넣으면 순도 99.9%에 가까운 천연 흑연이 만들어집니다.

인조흑연은 철강을 만드는 과정에서 나오는 부산물인 콜타르를 주원료로 만들어지는데요. 콜타르의 불순물을 제거하고 고온 열처리하면 뾰족한 침상코크스가 만들어지게 됩니다. 마지막으로 침상코크스에 열처리를 하면 인조흑연 음극재가 완성됩니다.

천연흑연과 인조흑연은 음극재 소재로 가장 많이 쓰이는 제품이나, 최근에는 흑연의 단점을 보완하는 차세대 제품, 실리콘 음극재를 함께 섞어 만들기도 하는 추세입니다. 하지만 실리콘 음극재는 안정성이 다소 떨어진다는 문제가 있는데요. 이에 따라 SiOx나 실리콘 카본 같은 복합 제품으로 만들어서 에너지 밀도가 높은 실리콘 음극재 제품의 장점을 극도로 활용할 수 있게 제품화하고 있습니다.

포스코퓨처엠은 국내에서 유일하게 천연흑연과 인조흑연을 모두 생산하는 기업으로, 음극재 공급망을 탄탄하게 구축해 오고 있습니다. 우선 천연흑연은 아프리카 탄자니아 소재 마헨지 광산과 호주 등지에서 채굴한 인상흑연을 한국 세종 공장으로 공급해 와 여러 공정을 거친 뒤 천연 흑연으로 만들고 있습니다. 인조흑연은 원재료인 침상코크스를 자회사 포스코MC머티리얼즈를 통해 자체 조달하며 국산화에 성공한 바 있죠. 차세대 음극재인 실리콘 음극재는 현재 활발한 연구개발을 진행 중이며 향후 북미나 유럽 등에도 사업 영역을 확대할 계획입니다.

현재 전기차에 가장 널리 사용되고 있는 리튬이온전지의 단점을 보완하며 새롭게 등장한 전고체 배터리가 차세대 배터리 소재로 주목받고 있습니다. 리튬이온전지는 높은 에너지 밀도를 자랑하지만 에너지 밀도가 높으면 이차 열 방출 발생으로 화재나 폭발 반응이 일어날 위험이 있는데요. 바로 이런 위험성을 차단하고자 양극과 음극 사이 이온을 전달하는 전해질을 기존 액체에서 고체로 대체해 만든 것이 전고체 배터리입니다. 고체 전해질은 크게 황화물계, 산화물계, 폴리머 세 가지 종류로 나눌 수 있는데 이중 황화물계 전해질이 가장 높은 이온전도도를 보유한 것은 물론, 높은 에너지 밀도까지 구현할 수 있어 가장 각광받고 있습니다.

또 다른 차세대 배터리 소재는 리튬메탈 음극재입니다. 실리콘 음극재와 비슷하게 흑연 대비 10배 이상의 에너지 밀도를 자랑하지만, 그 잠재력은 훨씬 크다고 평가받고 있죠. 리튬은 지구에서 가장 가벼운 금속으로, 이런 리튬을 사용해 배터리를 만든다면 무게가 가벼워져 전기차의 연비 향상에 도움이 되기 때문에 리튬메탈 음극재는 차세대 음극재 시장의 끝판왕으로 불리고 있습니다.

포스코그룹은 2022년 2월 설립한 포스코JK솔리드솔루션을 통해 전고체 배터리를 이루는 황화물계와 산화물계 전해질을 모두 양산하고 있는데 특히 황화물계 전해질을 주력으로 생산하고 있습니다. 아울러 2006년 대만에서 설립된 전고체 배터리 제조 기업인 대만의 프롤로지움과 손잡고 전고체 배터리 전용 양극재와 실리콘 음극재, 고체전해질 공동 개발 및 글로벌 공급 체계를 구축해 갈 방침입니다.

또한 포스코그룹은 차세대 음극재 끝판왕인 리튬메탈 음극재를 양산하기 위한 기술적인 장점을 고루 갖추고 있는데요. 바로, 철강 공정에서 쌓아온 노하우를 살려 폭은 넓고 두께는 얇은 극박광폭의 리튬 메탈을 제조하는 데 유리하다는 것입니다. 해당 기술을 지속해서 연구 개발하겠다는 계획인데요. 이 연구 개발은 포스코홀딩스 산하의 미래기술연구원에서 현재 활발하게 진행 중입니다.

전기차 그리고 배터리에, 포스코그룹에서 만드는 철강 제품이 다양하게 사용되고 있는데요. 그 세 가지 제품을 소개합니다.

▼인터배터리 2024 현장 영상으로 만나보기 ↓

포스코그룹이 ‘인터배터리 2024’에서 그룹 이차전지소재사업의 현재와 미래를 선보인다.

포스코그룹은 6일부터 8일까지 서울 코엑스에서 열리는 이번 전시회에서 포스코홀딩스 주관으로 포스코, 포스코인터내셔널, 포스코퓨처엠을 아우르는 그룹 이차전지소재 Full Value Chain을 소개한다.

지난해까지 그룹을 대표해 포스코퓨처엠이 양·음극재 사업을 중심으로 소개했지만, 올해부터는 포스코홀딩스 주도로 이차전지소재 원료생산 단계부터 소개하며 기존보다 한층 더 영역을 확대했다.

포스코그룹은 일단 올해 부스 규모를 전년 대비 약 30% 넓은 360㎡로 늘렸고, 그룹 이차전지소재 밸류체인의 구성과 흐름을 한 눈에 확인할 수 있도록 순환하는 원형 구조의 모형과 영상용 미디어월을 전시관 중앙에 핵심 전시물로 배치했다.

중앙 모형 주변에는 리튬·니켈 등 이차전지소재 원료부터, 양·음극재, 리사이클링, 차세대 이차전지소재 등 밸류체인 단계별로 상세 부스를 구성해 관람객의 이해를 돕는다.

특히 포스코그룹은 지난해 전남 율촌산업단지에 광석리튬 기반 수산화리튬공장을 준공한 바 있고, 아르헨티나 현지 염수리튬 기반 수산화리튬공장도 올해 상반기에 준공을 앞두고 있는 만큼, 리튬 특별부스를 비중있게 준비해 관람객들에게 선보인다.

한편, 이번 전시회에서 포스코홀딩스는 전시회 주관사 한국배터리산업협회가 선정하는 ‘인터배터리 어워즈 2024’에서 포스코형 광석리튬 공정으로 소재/부품분야 상을 수상했다.

포스코형 광석리튬 공정은 전기화학적 방법을 활용해 부산물 발생과 부원료 사용을 줄여 지속가능한 수산화리튬 생산을 가능하게 한 점을 높이 평가받았다.

김준형 친환경미래소재총괄은 “포스코그룹은 현재까지 수립한 2030 이차전지소재사업 전략 기조를 그대로 유지할 것이며, 포스코가 개발한 고유기술을 바탕으로 사업경쟁력을 강화하여 글로벌 대표기업으로 우뚝 설 것을 약속드린다.” 라고 말했다.

포스코그룹은 인터배터리 전시회 참가를 통해, 이차전지소재 원료부터 리사이클까지, 친환경 자원 순환체계(Closed loop)를 이해관계자들에게 알리고 경쟁력을 키워 이차전지소재 밸류체인을 지속 강화해 나갈 예정이다.

▲인터배터리 2024 포스코그룹 전시관 조감도.

올해도 어김없이 돌아온 국내 최대의 배터리 전시회! ‘인터배터리 2023’이 지난 15일부터 17일까지 3일간 코엑스에서 진행되었다. 인터배터리는 2013년에 론칭한 국내 최대 규모의 배터리 산업 전문 전시회로, 전 세계의 전동화 흐름에 따라 폭발적으로 성장하고 있는 배터리 산업 트렌드와 전기차 등 미래 모빌리티용 배터리 · 에너지저장시스템 · 배터리 충전 시스템 · BaaS(Battery as a service) 등 배터리 관련 다양한 신제품 및 기술을 한자리에서 만나볼 수 있는 자리였다.

전시회에는 미래 모빌리티, 에너지저장시스템(ESS)용 배터리를 만드는 기업부터 핵심 소재, 장비를 생산하는 기업들까지 글로벌 배터리 산업을 주도하는 주역들이 각자의 경쟁력을 뽐낸 가운데, 어느 기업보다도 관람객들의 주목을 한눈에 받은 곳은 바로 포스코퓨처엠이었다.

실제 포스코퓨처엠의 차별화된 소재 기술력과 사업역량으로 글로벌 고객사들의 러브콜과 사업 협력 논의가 이어지고 있으며, 이번 전시 부스에도 네덜란드 통상장관, 주한캐나다 대사가 방문하는 등 포스코퓨처엠에 대한 글로벌 이해관계자와 외국인 관람객들의 관심이 집중됐다. 글로벌 배터리 산업을 선도하고 있는 포스코퓨처엠의 제품 및 최신 기술을 한눈에 살펴볼 수 있었던 인터배터리 2023! 그 뜨거웠던 현장을 다시 한번 살펴보려고 한다.

▲ 인터배터리 2023 메인 입구

글로벌 전기차 산업의 성장과 함께 배터리 시장도 급부상하는 만큼, 올해로 11번째를 맞이한 인터배터리 전시도 역대 최다인 국내·외 477개 기업(1,400 부스)이 참가하고 6만 명 이상의 관람객이 방문하는 등 열띤 호응 속에서 성공적으로 개최했다.

각 부스에서 전시 품목에 대해 설명을 진행할 때마다 수십 명의 인파가 모여드는 광경을 목격할 수 있었다. 입장하기 위한 대기 줄은 전시장 입구에서부터 코엑스 1층 전체를 횡단하듯 길게 늘어져 있어 배터리 산업에 대한 대중들의 관심이 높아졌음을 실감케 했다.

포스코퓨처엠과 함께하는 ‘더 나은 소재를 향한 여정’

코엑스 전시관 A홀에는 포스코퓨처엠을 비롯한 배터리 산업 관련 기업들의 부스가 구성되었다. 포스코퓨처엠은 작년보다 넓은 270㎡ 크기의 부스에서 다양한 소재 라인업, 원료부터 폐배터리 리사이클링까지의 밸류체인, ESG 경쟁력 등을 종합적으로 선보였다.

▲ 관람객들이 포스코퓨처엠 부스에서 차세대 배터리소재 개발 로드맵을 살펴보고 있다.

포스코퓨처엠이 ‘더 멀리, 오래 가는 전기차’ 시대를 열기 위해 고성능 소재를 개발해 온 그 과정을 보여주었고, ‘포스코퓨처엠과 함께하는 더 나은 소재를 향한 여정’이라는 컨셉을 통해 광물 채굴부터 소재 생산 · 폐배터리 리사이클링까지의 풀 밸류체인을 한눈에 볼 수 있었다.

부스 초입에는 ‘미래소재’ 대표 기업 포스코퓨처엠(구 포스코케미칼) 사명에 담긴 의미를 타이포그래피(typography) 방식으로 전달하는 영상이 재생되어 관람객들의 눈길을 사로잡기도 했다.

▲ 포스코퓨처엠에 담긴 의미를 설명하는 전시물

배터리소재 핵심 원료는 어디서 어떻게 확보하나? 한눈에 보는 밸류체인

특히, 이번 인터배터리 2023 전시회에서는 받은 ‘포스코퓨처엠을 중심으로 그룹 차원에서 구축한 배터리소재 풀 밸류체인’이 관람객에게 가장 큰 주목을 받았다. 포스코퓨처엠이 그리는 ‘2030년 배터리소재 풀 밸류체인’ 구상 아래 2030년 기준 양 · 음극재 생산능력, 리튬 · 니켈 등 핵심 원료 조달 계획 등을 관람객들이 보다 쉽게 이해할 수 있도록 그래픽 자료로 소개했다.

▲ 포스코퓨처엠 배터리소재 풀 밸류체인을 소개하는 그래픽 자료를 관람 중인 관객들의 모습

포스코퓨처엠은 2030년 기준 북미, 유럽 등 핵심 권역에 소재 생산기지를 건설하여 양극재 61만 톤 · 음극재 32만 톤 · 전구체 44만 톤 양산체제를 구축할 계획이며, 그룹 차원의 투자를 통해 리튬 30만 톤 · 니켈 22만 톤 양산체제도 구축할 예정이라 핵심 원료 내재화 경쟁력을 빠르게 높여 나갈 전망이다.

전시 부스 중앙에는 광석 채굴 – 원료 가공 – 소재 생산 – 리사이클링에 이르는 포스코그룹 고유의 밸류체인이 미니어 모형으로 전시되어 관람객들의 이해도를 한층 높였다.

▲ 포스코퓨처엠을 중심으로 구축한 포스코그룹 배터리소재 풀 밸류체인 구조도

구체적으로 포스코퓨처엠은 포스코그룹이 아르헨티나 리튬 염호와 호주 리튬 광산, 호주 니켈 광산 등을 통해 확보한 원료를 활용하여 고품질의 양극재를 생산하고 포스코HY클린메탈이 폐배터리에서 추출한 원료 역시 양극재 생산에 활용하여 원료 재활용률을 높일 계획이다.

음극재 역시 포스코그룹이 탄자니아 흑연 광산에서 확보한 인상흑연을 구형화하여 천연흑연 음극재를 생산할 것이며, 인조흑연 음극재의 원료인 침상코크스는 자회사 포스코MC머티리얼즈가 생산 및 공급하기 때문에 안정적 원료 공급망을 이미 확보한 셈이다.

양·음극재 제품군 전체를 아우르는 풀 포트폴리오(full-portfolio) 선보여

‘풀 밸류체인’에 이어 포스코퓨처엠은 국내에서 유일하게 배터리 핵심 소재인 양극재와 음극재를 함께 생산하는 기업으로서 ‘풀 포트폴리오 전략’을 선보였다. 말 그대로 현재 배터리를 구성하는 모든 종류의 양극재와 음극재를 개발 및 양산해서 전기차 배터리뿐만 아니라 에너지저장시스템(ESS), 소형 모빌리티, 전동공구 등 배터리가 필요한 모든 곳에 소재를 공급한다는 전략이다.

포스코퓨처엠은 이미 국내에서는 유일하게 전기차 주행거리 확대를 위해 니켈 비중을 극대화한 하이니켈 *NCM · NCMA · NCA 양극재를 모두 생산해 글로벌 완성차 · 배터리 기업에 공급하고 있으며, 앞으로 보급형 전기차까지 포스코퓨처엠의 소재를 탑재하기 위해 리튬인산철(LFP), 코발트프리(Co-free), 하이망간(Hi-Mn) 양극재까지 개발 및 양산할 계획이다.

배터리의 수명과 충전 성능 등을 결정하는 음극재 제품으로는 천연흑연 · 인조흑연 · 저팽창 천연흑연 음극재와 더불어 에너지밀도를 혁신적으로 높일 수 있는 실리콘 음극재의 성능과 개발 현황을 공개했다. 포스코퓨처엠은 그룹과의 시너지를 바탕으로 SiOx(실리콘산화물), Si-C(실리콘탄소복합체), Pure-Si(퓨어실리콘) 기술을 모두 개발하고 있어 향후 다양한 성능을 가진 전기차 및 배터리에 최적화된 실리콘 음극재를 공급할 수 있을 전망이다.

▲ 양 · 음극재 제품 샘플과 제품별 성능 및 특성 소개 자료를 살펴보는 사람들

전기차의 주행거리와 안전성을 극대화할 수 있어 게임체인저(Game Changer)로 주목받고 있는 전고체 배터리 시대를 열기 위해 전고체 배터리용 양극재와 리튬메탈 음극재 기술도 선제적으로 개발하고 있어 관람객들은 포스코퓨처엠이 그리는 전기차 산업의 미래와 압도적 R&D 기술력을 확인할 수 있었다.

▲ 포스코퓨처엠이 양산하고 있는 양 · 음극재 제품 샘플 전시

철강 중심의 다양한 소재들의 결합, 포스코 멀티머티리얼(Multi-Material)

이번 전시회에는 포스코그룹이 개발한 멀티머티리얼(Multi-Material)* 배터리팩도 함께 전시했다. 글로벌 완성차 산업의 패러다임이 내연기관차에서 친환경차 중심으로 전환되면서, 더 가벼우면서도 튼튼하고, 원가 경쟁력까지 지닌 완성차 소재도 주목받고 있기 때문이다. 포스코그룹은 철강과 알루미늄으로 구성된 포스코형 멀티머티리얼 배터리팩을 개발해 전기차 주행거리와 안정성 향상에 기여하고 있다.
*멀티머티리얼 : 고강도 · 경량 소재 개발을 위해 이종 소재를 결합하는 것을 의미한다.

▲ 포스코그룹이 개발한 멀티머티리얼 배터리팩

탄소저감 로드맵과 ESG 경영 성과

포스코퓨처엠은 소재 생산 과정에서 발생하는 탄소를 저감하기 위한 ESG 경영 비전과 성과도 전시했다. 2035년 배터리소재 사업 탄소저감 달성 목표 하에 △신재생에너지 발전 설비 확대 △양 · 음극재 환경성적표지 인증 획득 △저탄소 공정 기술 개발 △책임광물 체계적 관리와 같은 포스코퓨처엠이 전개해 나간 ESG 강화 활동을 확인할 수 있었다.

▲ 포스코퓨처엠 2050 탄소중립 로드맵

포스코퓨처엠은 이번 전시회를 통해 배터리소재 풀 밸류체인 고품질 배터리소재 생산을 위한 핵심 원료 내재화 계획과 우수한 공정 기술 경쟁력을 선보여 글로벌 고객사와 다양한 비즈니스 기회를 마련할 수 있었다. 포스코퓨처엠은 미래 모빌리티용 배터리의 성능을 결정하는 핵심 소재 양·음극재를 모두 생산하는 국내 유일 기업으로서, 향후에도 전기차 · 배터리 산업 고도화를 이끄는 글로벌 키플레이어(Key Player)로서 역할을 톡톡히 수행해 나갈 것으로 기대된다.