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포스코퓨처엠이 중국 이차전지 소재 기업들의 주력인 리튬인산철(LFP)의 대응책으로 망간리치(LMR)를 제시했다.
홍영준 포스코퓨처엠 기술연구소장은 5일 서울 강남구 코엑스에서 개막한 '인터배터리 2025'에서 "규모의 경제를 통해 중국과의 LFP 경쟁에서 이기는 건 쉽지 않다"며 "새롭게 개발한 LMR 기술력을 통해 LFP에 대응할 수 있다"고 밝혔다.
홍 소장은 LMR이 가격 및 리사이클링 경쟁력을 모두 갖춘 기술이라고 소개했다. 그는 "LMR은 미드니켈과 같은 에너지 용량을 갖추면서도 저렴한 망간이 65% 들어가 있어 가격대가 낮다"며 "미드니켈은 높은 가격의 니켈이 65% 포함됐다"고 설명했다.
이어 "LFP의 경우 폐배터리 안에 들어있는 리튬이 2%에 불과해 이를 추출하는 공정 단가가 오히려 더 비싸 리사이클이 불가능하다"며 "LMR는 리튬 8%와 니켈·망간 등도 함유됐기 때문에 리사이클이 가능하고 이를 고려하면 LFP와 동등하거나 싼 가격으로 만들 수 있다"고 부연했다.
LMR은 셀과 모듈, OEM 측면에서도 우위를 갖는다. 홍 소장은 "LFP는 패킹 비용, 하이니켈은 열폭주를 막기 위한 냉각 장치에 많은 돈이 들어간다"며 "LMR은 니켈량을 30~35% 정도로 떨어뜨렸기 때문에 열폭주를 막는 장치 비용도 비교적 적게 투입된다"고 말했다.
음극재 부문에서는 흑연의 혁신을 통해 중국과 차별점을 둔다는 설명이다. 포스코퓨처엠은 지난해 말 기준 인조 흑연 제조원가를 43%까지 낮췄고 2027년에는 30%까지 내릴 예정이다. 홍 소장은 "원료의 원산지와 관계없이 천연 흑연을 만들 수 있도록 연구 중"이라며 "인조 흑연은 공정 기술 혁신에 집중하고 있다"고 언급했다.
전고체배터리는 2027년에 맞춰 양산을 준비 중이다. 홍 소장은 "2027년에 대부분의 전고체 배터리가 처음으로 모습을 나타낼 것"이라며 "시장 점유율이 2% 정도면 그다음부터 점프업을 하는데 이를 달성하는 데에 5~7년 정도 걸릴 것으로 예상한다"고 했다. 그는 "양극재·음극재·분리막·전해액 등 4대 소재의 가장 최적화된 조합을 찾는 부분에서 경쟁력이 있을 것이라 생각한다"고 전했다.
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포스코퓨처엠은 이날 전시회에서 원료-소재-리사이클링에 이르는 그룹 차원의 공급망 구축 성과와 양·음극재 신기술 및 제품을 공개했다. 올해 'Move on, Change the Future(미래를 바꾸다)'를 주제로 전년 대비 25% 넓은 약 136평 크기의 전시 공간을 마련했다. 전시장에는 양·음극재·리튬·니켈 등의 샘플과 전기차, 전기자전거, 전동공구 등 자사 배터리 소재로 만든 제품이 전시됐다.
현장에는 니켈 함량을 95% 이상으로 높여 에너지 밀도를 극대화한 울트라 하이니켈 단결정 양극재가 소개됐다. 주행거리 증대가 필요한 프리미엄급 전기차에 적용되는 소재로 2026년까지 양산 기술을 확보할 계획이다. 흑연계 음극재 대비 저장용량을 약 5배 높일 수 있는 실리콘음극재(Si-C)는 지난해 5월부터 데모플랜트를 가동했고 2027년 양산할 예정이다.
전기차의 빠른 충전에 기여하는 저팽창 천연흑연 음극재도 선보였다. 소재구조를 판상형에서 등방형으로 개선해 리튬이온의 이동 속도를 높이고 부피팽창을 줄였다. 기존 대비 충전 시간을 30% 단축할 수 있는 제품을 2027년부터 양산할 방침이다.
이밖에도 포스코홀딩스 미래기술연구원에서 개발 중인 ▲고체전해질 ▲리튬메탈음극재 등 미래 배터리 산업의 게임체인저가 될 차세대 소재, 포스코홀딩스의 ▲직접리튬추출법(DLE) ▲니켈 신습식정제 공정 기술 ▲폐기물 발생과 탄소 배출을 줄인 건식 리사이클링 기술 등의 밸류체인 구축 성과와 현황도 이번 전시회에서 공개된다.
