코스모신소재가 2023년 코발트 프리 양극재를 양산한다. 코발트가 함유되지 않은 양극재 상용화가 임박했음을 보여준다. 중장기적으로 하이망간(OLO) 양극재도 개발한다.
정혁 코스모신소재 연구소장이 20일 테크코리아 2022 주제 발표에서 “코발트 프리(Co-Free) 양극재 개발을 올해 안으로 개발을 완료할 예정”이라며 “고객사와 내년 양산을 목표할 예정”이라고 말했다.
리튬이온 배터리는 코발트 5% 내외 양극재가 사용된다. 코발트를 새로운 물질로 대체할 경우 리튬이온 배터리 가격을 대폭 낮출 수 있어 차세대 양극재로 손꼽힌다. 코발트는 중국 수급 의전도가 높은 핵심 광물이다. 양극재 업계에서는 코발트 함유량을 줄이는 양극재 기술 개발을 강화하는 요인이다.
코스모신소재는 글로벌 배터리 메이커와 코발트 프리를 양산할 계획이다. 이르면 올해 연말 양산 가능한 수준의 제품 개발이 완료될 예정이다. 코발트를 대신해 니켈, 망간과 새로운 재료를 조성해 가격을 낮추고 안정성, 출력 성능을 강화한 삼원계 양극재를 개발할 것으로 보인다. 정 혁 소장은 “코발트는 중국산 사용 비중이 높기 때문에 원자재에 대한 공급 차질 우려가 생길 수 있다”며 “코발트 3% 함량 양극재 이어 무코발트 양극재 역시 개발을 완료할 예정”이라고 말했다.
코스모신소재는 하이망간(OLO) 양극재도 개발 중이다. 니켈과 코발트 사용을 줄이면서 망간 함량을 높인 양극재다. 하이망간은 리튬인산철(LFP) 양극재와 비슷한 수준의 가격 경쟁력을 갖춘 양극재 기술력을 확보하고 있다. 전기차 배터리용 양극재는 제품 가격이 킬로그램(Kg)당 10달러 내외 수준이 돼야 실용성이 있다는 판단이다. 코스모신소재는 LFP 배터리 대비 수명, 성능을 대폭 올린 하이망간 양극재를 개발하고 있다. LFP 배터리와 원가 경쟁력도 상당 수준 갖출 계획인 것으로 알려졌다.
정 소장은 “LFP 배터리는 삼원계 배터리보다 원가 경쟁력이라는 장점이 명확하다”면서 “LFP 대비 저가로 만들수 없다면 니켈, 코발트 사용 비중을 줄이면서 망간을 추가한 하이망간 양극재 개발을 강화할 계획”이라고 밝혔다.
전고체 배터리용 양극재도 개발하고 있다. 코스모신소재는 전고체 배터리 구현을 위한 단결정 양극재 기술을 확보했다. 현재 양극재는 다결정 구조의 형태로 이뤄졌다. 그러나 다결정 양극재는 배터리 충방전 과정에서 크랙(균열)이 발생해 깨지는 특성이 있다. 배터리 성능을 저하시키는 원인이다. 다결정 양극재 대비 강도를 높인 단결정 양극재를 개발이 막바지 단계다. 정 소장은 구조적으로 안정적인 단결정 양극재를 사업화 단계 수준까지 끌어올릴 계획이다. 그는 “전기차 배터리 시장 성장에 발맞춰 산업계, 학계와 협업해 양극재 원천 기술을 개발하기 위한 노력을 강화할 계획”이라고 밝혔다.
김지웅기자 jw0316@etnews.com
