포스코퓨처엠·금호석유화학·비이아이, ‘무음극 리튬메탈 배터리’로 차세대 시장 정조준

기존 리튬이온배터리와 무음극 리튬메탈 배터리 비교. 사진제공ㅣ포스코퓨처엠

에너지밀도 최대 50% 향상·충전속도 2배 혁신…드론·UAM·전기차 등 미래 산업 공략 본격화

포스코퓨처엠이 금호석유화학, 비이아이와 손잡고 차세대 배터리 시장 선점에 나섰다. 3사는 무음극 리튬메탈 배터리 기술 공동개발을 위한 업무협약(MOU)을 체결하고 고성능 에너지 저장장치 개발에 본격 착수한다.

● 차세대 배터리 ‘무음극 리튬메탈’ 공동개발 착수
25일 서울 포스코센터에서 열린 협약식에서 세 회사는 각 사의 핵심 기술 역량을 결집해 차세대 배터리 개발을 가속화하기로 합의했다. 이번 협력은 포스코그룹이 추진 중인 미래 배터리 소재 및 기술 경쟁력 확보 전략의 일환으로 풀이된다. 특히 공동개발 대상인 ‘무음극 리튬메탈 배터리’는 기존 리튬이온 배터리 구조에서 음극재를 제거한 혁신적인 형태로, 차세대 고성능 배터리로 주목받고 있다.

● 에너지 밀도 최대 50%↑…충전속도도 2배 향상
무음극 리튬메탈 배터리는 음극재를 사용하지 않는 대신 해당 공간을 활용해 에너지 밀도를 기존 대비 약 30~50%까지 높일 수 있다. 이로 인해 배터리 경량화가 가능해 드론, 항공 모빌리티, 고성능 전기차, 로보틱스 등 다양한 첨단 산업 분야에서 활용도가 클 것으로 기대된다.
또한 충전 시 양극에서 나온 리튬이온이 음극재를 거치지 않고 금속 집전체 표면에 직접 석출되는 방식이 적용돼, 충전 속도 역시 기존 대비 2배 이상 향상될 수 있다. 여기에 기존 배터리 생산설비를 그대로 활용할 수 있어 초기 투자 부담이 낮고, 공정 단계 축소를 통한 제조 비용 절감 효과도 기대된다.

● 역할 분담 통한 ‘삼각 협력’ 구축
이번 협력에서 포스코퓨처엠은 배터리 성능을 좌우하는 핵심 요소인 양극재 기술을 담당한다. 무음극 구조에 최적화된 소재 설계를 통해 배터리 성능 극대화를 이끈다는 계획이다. 금호석유화학은 고기능성 탄소나노튜브(CNT)를 적용해 전자 이동 효율을 높이고, 충전 속도와 수명 개선을 지원한다. CNT는 뛰어난 전기전도성을 지닌 나노 소재로 배터리 성능 향상에 핵심적인 역할을 한다. 비이아이는 이러한 소재 기술을 실제 배터리 셀로 구현할 수 있는 제조 기술과 공정 노하우를 맡아 상용화 기반을 담당한다.

● 드론·로보틱스 등 신시장 공략…글로벌 경쟁력 강화
세 회사는 향후 공동 연구개발 성과를 바탕으로 드론과 로보틱스 등 신규 시장을 중심으로 사업화 가능성을 적극 검토할 계획이다. 나아가 차세대 배터리 소재부터 셀 기술까지 아우르는 산업 생태계 경쟁력을 확보해 글로벌 고성능 배터리 시장에서 주도권을 확보한다는 전략이다.

홍영준 포스코퓨처엠 연구소장은 “기술로 업계를 선도하는 3사가 차세대 배터리 개발을 위해 협력하는 의미 있는 출발점”이라며 “시장 판도를 바꿀 수 있는 혁신적인 배터리 기술 개발에 연구 역량을 집중하겠다”고 밝혔다.

포항ㅣ정다원 스포츠동아 기자 localdk@donga.com


정다원 기자