이차전지 배터리 시장에서 흑연을 대체할 차세대 음극재로 실리콘 음극재가 주목받고 있는 가운데 국내 완성차 기업 현대자동차의 차기 전기차에 실리콘 비중이 대폭 확대된 실리콘 음극재가 적용될 예정입니다.

7일 금융 투자업계에 따르면 현재 국내 배터리 업체 LG에너지솔루션과 SK온은 실리콘 함량을 10%로 늘린 음극재 기반 이차전지 배터리를 개발하고 있는 것으로 알려졌는데요. 양사 모두 현대차 전기차에 배터리를 납품하고 있어 이르면 내년부터 현대차의 차기 전기차 모델에 실리콘 10% 음극재 배터리 적용이 유력한 상황입니다. 

현대차는 해당 배터리를 아이오닉 시리즈에 우선 적용해 주행거리와 충전 속도 성능을 개선할 것으로 보이는데요. 실리콘 음극재는 흑연으로만 이루어진 음극재보다 에너지밀도를 최소 3배 이상 높일 수 있다고 알려졌습니다. 실리콘 함량을 10%로 늘릴 경우에는 기존 흑연 음극재 대비 주행거리는 평균 500㎞에서 700㎞ 이상으로 1.5배 늘어나고, 완전충전 속도는 20분 이하로 단축됩니다.

현대차의 차기 로드맵은 공식적으로 발표된 바 없지만, 관련 업계에 따르면 현대차는 차기 전기차 배터리 음극재 내 실리콘 비중을 15%까지 순차적으로 높일 계획인 것으로 알려졌습니다. 배터리의 실리콘 함량을 지속적으로 높여 전기차 성능을 끌어올릴 것으로 보입니다.

전기차 배터리 시장에서 실리콘 음극재가 전고체 배터리와 함께 시장 판도를 바꿀 주역 중 하나로 꼽히고 있습니다. 양극재 기술 개선만으로는 배터리 성능 차별화에 한계가 있는데다, 기존 음극재 주원료인 흑연 대체재로서 배터리 성능 개선이 가능하기 때문입니다.

이에 실리콘 음극재에 수천억 규모의 투자가 이어지는 등 실리콘 음극재 시장 선점을 위한 경쟁이 치열해지고 있습니다.

국내 실리콘 음극재 선두업체 대주전자재료는 현재 시흥 배터리캠퍼스와 새만금지구 사업단지 5만 평 부지에 실리콘 음극재 생산 공장 증설을 진행하고 있습니다. 지난 1월에만 이차전지용 실리콘 음극재 공장 신축에 총 837억 8499만원을 투자했습니다.

대주전자재료는 현재 국내에서 유일하게 실리콘 음극재를 양산 중인데, 그 규모를 2024년 말 연산 1만 t, 2025년에는 2만 t까지 점차적으로 확대할 계획입니다. 또한 내년 추가 투자를 통해 생산능력을 5배까지 확대할 예정이며, 총 투자 규모는 3000억원을 훌쩍 넘을 것으로 예상됩니다.

포스코그룹은 인수, 설비투자 등을 통해 차세대 실리콘 음극재 사업을 빠르게 확대하고 있습니다. 포스코 그룹은 지난해 7월 실리콘 음극재 개발업체 테라테크노스를 인수하고 사명을 포스코실리콘솔루션으로 변경했는데요.

최근 포스코실리콘솔루션은 경상북도, 포항시와 투자협약을 맺고 포항 영일만 산업단지 내에 연산 5000t 규모의 실리콘 음극재 생산공장을 짓기로 했습니다. 투자 규모는 총 3000억원이며, 오는 6월 실리콘 음극재 1단계 생산설비를 착공해 내년 본격 생산·판매를 시작할 계획입니다.

SK머티리얼즈와 미국의 14테크놀로지스 합작사인 SK머티리얼즈그룹14는 8500억원을 투자해 경북 상주시 청린사업단지 내 실리콘 음극재 공장을 구축했습니다. 해당 공장은 이달 초 완공됐으며, 3분기 중 양산될 예정입니다. SK머티리얼즈그룹14는 2공장 투자도 진행 중입니다. 

그 밖에 SKC, 한솔케미칼, 엠케이전자 등 이차전지 소재 기업들도 실리콘 음극재 기술 개발 및 생산공장 투자에 나서는 등 실리콘 음극재 시장에 뛰어들었습니다.