- 음극재, 배터리 수명 좌우…실리콘 음극재, 충전시간 단축 유리

[디지털데일리 김도현 기자] 국내 배터리 3사가 소재 분야에서도 치열한 경쟁을 펼치고 있다. 양극재 내재화에 이어 실리콘 음극재를 주목하고 있다. 음극재는 배터리 수명을 좌우한다. 흑연계와 실리콘계로 나뉜다. 최근 에너지밀도 향상 및 배터리 충전 시간 단축에 유리한 실리콘이 부상했다. 흑연에 실리콘 함량을 높이는 식이다.

14일 업계에 따르면 국내 배터리 3사가 실리콘 음극재 투자를 본격화했다.

LG에너지솔루션은 가장 먼저 실리콘 음극재를 도입한 곳이다.

지난 2019년 포르쉐 전기자동차(EV) ‘타이칸’ 배터리에 적용했다. 대주전자재료와 협력했다. LG에너지솔루션 모회사 LG화학은 대주전자재료 지분을 확보했다. 사모펀드 운영사 IMM크레딧솔루션과 LG화학이 조성한 KEB(Korea Battery & ESG) 펀드가 대주전자재료 전환사채를 800억원에 인수했다. 지분으로 전환할 경우 지분율은 5%다. 대주전자재료는이 자금을 실리콘 음극재 증설에 사용할 계획이다.

LG에너지솔루션과 대주전자재료는 실리콘 햠량을 5%에서 7%로 높이는 작업을 하고 있다. LG화학은 자체 실리콘 음극재 연구개발(R&D)도 진행 중이다.

삼성SDI는 그룹 차원에서 관련 특허를 확보했다.

삼성전자 종합기술원은 자체 실리콘 음극재 ‘SCN(Si-Carbon-Nanocomposite)’를 개발했다. 실리콘 함량을 7~8%까지 높일 수 있는 것으로 전해진다. 생산은 중국 BTR이 담당하고 있다. 국내 제조 협력사도 물색 중이다.

삼성SDI는 지난달 양산에 돌입한 배터리 신제품 ‘젠(Gen)5’에 실리콘 함량 5% 내외 음극재를 사용했다. 젠5는 BMW의 차세대 전기차 등에 탑재된다.

SK온도 실리콘 음극재 적용을 준비하고 있다. 하이니켈 배터리에 실리콘 5% 내외 음극재를 우선적으로 도입할 것으로 알려졌다.

SK머티리얼즈가 적극적이다. 지난 8월 실리콘 음극재 기술 및 특허를 보유한 미국 그룹14테크놀로지와 합작사(JV)를 설립했다. 해당 법인은 이달 경북 상주에 제1공장을 착공했다. 내년 상업생산 예정이다. SK머티리얼즈는 실리콘 음극재 핵심 원료 실란(SiH4) 생산공장도 짓는다. SKC도 실리콘 음극재 업체 영국 넥시온과 JV를 추진 중이다.