배터리 소재 실리콘 음극재와 관련 기업
배터리 소재인 음극재는 배터리 수명과 성능을 결정하는 중요한 소재입니다. 실리콘 음극재는 현재 사용되는 흑연 계통의 음극재보다 단위당 에너지 용량이 높아 배터리의 용량과 충전속도를 향상시킵니다. 2030년까지 실리콘 음극재 시장의 급성장이 예상되며 포스코실리콘솔루션, SK머터리얼즈, LG화학, 대주전자재료 등 많은 기업이 실리콘 음극재 사업에 진출하고 있습니다.
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실리콘 음극재
음극재는 리튬이온을 저장한 후 방출하며 회로를 통해 전류를 흐르게 합니다. 배터리의 수명과 충전속도를 결정하는 중요한 소재입니다. 전기차 배터리에서 음극제는 천연흑연 또는 인조흑연 등 흑연계통을 을 많이 사용하지만, 배터리 성능 향상 필요에 따라 실리콘 소재의 음극재가 관심을 받고 있습니다.
실리콘 음극재의 장단점
실리콘 소재의 음극재는 흑연계통의 음극재 보다 단위 무게당 용량이 10배 정도 높습니다. 때문에 전기차 주행거리를 늘리고 충전시간도 단축시킬 수 있는 장점이 있습니다. 다만 실리콘 소재 음극재는 가격이 높고 충전과 방전을 계속하면 부피가 쉽게 팽창한다는 단점이 있습니다. 또, 흑연계통의 음극재보다 가격이 훨씬 높습니다. 흑연계통의 음극재는 8 달러/kg 인 반면, 실리콘 소재의 음극재는 60 ~ 80달러/kg으로 거래되고 있습니다.
실리콘(Si) 음극재의 장단점
| 장점 | 단점 |
| 1. 에너지 밀도 및 용량이 높아 전기차 주행거리 향상 2. 급속 충전속도 향상 |
1. 충전 및 방전 계속시 배터리 부피 팽창 현상 발생 2. 높은 가격 |
이러한 특징과 장단점으로 실리콘 음극재는 흑연계통 음극재에 5% 정도의 소량 첨가하는 형태로 활용되고 있습니다. 실리콘 소재의 안정성을 높이고, 단가를 낮추는 기술개발은 계속될 예정이나 당분간 흑연계통 음극재와 혼합하는 구조는 지속될 예정입니다.
글로벌 음극재 시장과 실리콘 음극재 시장 전망
음극재 시장은 2030년까지 지속적으로 성장할 전망입니다. SNE리서치의 자료에 따르면 글로벌 음극재시장은 2030년 28조1,800억원까지 성장하고, 이중 실리콘 음극재시장은 2030년 7조2,000억원 규모로 성장할 것으로 전망하였습니다.
실리콘 음극재 관련 기업
실리콘 음극재와 관련 사업을 진행하고 있는 기업은 다음과 같습니다.
| 실리콘 음극재 | 포스코실리콘솔루션 | 2023년 6월 경북 포항 1단계 생산설비 착공 2025년 연간 5천톤, 2030년 연간 2만5천톤 생산 능력 확보 |
| SK머터리얼즈그룹14 | 2023년 하반기 상주공장 가동(연간 2천톤) | |
| LG화학 | 100% 실리콘 음극재인 '퓨어실리콘' 기술 개발 중 | |
| 대주전자재료 | 현재 연간 2천톤 생산, 2025년 연간 1만톤 생산 능력 목표 | |
| SKC | 2023년 2분기 시제품 생산 투자 계획 | |
| 엠케이전자 | 삼성SDI와 실리콘 음극재 공동개발 |
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