헬로티 서재창 기자 | 세계 전기차 시장의 급성장으로 배터리 핵심 원료인 흑연의 수요가 급증하면서 흑연 최대 생산지인 중국을 중심으로 공급 부족이 심각해지고 있다고 로이터통신이 15일(현지시간) 보도했다. 배터리 정보업체인 벤치마크 미네랄 인텔리전스(BMI)에 따르면, 작년에는 세계 흑연 공급이 수요를 약 2만t 웃돌았으나, 내년에는 수요가 공급을 약 2만t 초과할 것으로 전망된다. 흑연 2만t은 전기차 약 25만 대분의 배터리 생산에 필요한 양이다. 이는 우선 흑연이 전기차 배터리의 음극재 원료로서 이를 대체할 물질이 거의 없는 가운데 수요가 크게 늘고 있기 때문이다. BMI는 리튬이온 배터리 중심으로 세계 음극재 수요가 향후 10년간 연평균 약 27% 성장할 것으로 전망했다. 특히 세계 흑연의 약 70%를 생산하는 중국에서 전기차 판매량이 급증하면서 흑연 부족 추세가 뚜렷해지고 있다. 중국의 올해 1∼11월 전기차·플러그인 하이브리드(PHEV) 판매량은 299만 대로 작년 동기보다 약 170% 늘었다. 그 결과 BMI에 따르면, 음극재 원료 등급 흑연의 중국 내 가격은 약 t당 4500위안(약 83만5000원)으로 연초 이후 약 40% 올라 2018년 이
헬로티 조상록 기자 | KAIST 생명화학공학과 김희탁 교수 연구팀이 음극재가 없는 고에너지밀도 리튬 배터리 구동을 위한 음극 집전체 구조를 개발하고, 그 작동원리를 규명했다. 음극재가 없는 리튬 전지(Anode-free Li battery)는 휴대용 전자기기와 전기자동차에 사용되는 리튬이온전지의 많은 부피와 무게를 차지하는 흑연 음극재를 없앤 차세대 구조의 전지다. 대신에 음극 활물질을 저장해두는 구리 집전체만이 음극 부품으로 들어가며, 집전체 위에 높은 에너지밀도를 가지는 리튬 금속 형태로 에너지가 저장된다. 음극재가 없는 리튬 전지는 기존 리튬이온전지와 비교해 60% 더 높은 에너지밀도를 구현할 수 있다는 점 때문에 산업계와 학계에서 활발하게 연구가 진행되고 있다. 하지만 리튬 이온이 흑연에 저장되지 않고 리튬 금속 형태로 음극에 저장될 경우, 리튬 금속의 수지상 성장으로 인해 지속적으로 비가역적인 리튬의 손실이 발생하며 충·방전 효율을 크게 떨어뜨리는 문제점이 발생한다. 또한, 반응성에 차이가 있는 구리와 리튬 사이에 미세전류가 흐르면서 리튬의 부식과 동시에 구리 표면에서 전해액이 분해되는 '갈바닉 부식(Galvanic corrosion)'이 발생한다
헬로티 함수미 기자 | 포스코가 이차전지용 고순도니켈 생산에 나선다. 포스코는 그룹사인 SNNC의 기존 설비와 연계한 투자를 통해 2023년까지 연산 2만 톤(니켈 함량 기준) 규모의 이차전지용 고순도니켈 정제공장을 신설키로 했다. 포스코가 추진하는 고순도니켈 정제사업은 니켈 순도 75%의 니켈매트를 습식정제해 순도 99.9% 이상의 이차전지용 고순도니켈로 만들어 판매하는 사업이다. 스테인리스 원료용 페로니켈을 제련하는 포스코 그룹사 SNNC가 기존 설비에 탈철공정을 신설해 니켈매트를 생산하고, 포스코는 이를 정제해 고순도니켈을 생산하는 구조다. 포스코그룹의 총투자비는 약 2300억 원이며 공장은 SNNC와 인접한 광양제철소 동호안 부지에 들어선다. 이 공장에서 생산하게 될 고순도니켈 2만 톤은 전기차 50만대에 공급할 수 있는 규모다. 글로벌 시장조사 기관 ‘WoodMac’ 등의 보고서에 따르면 지난해 3백만대를 넘어선 글로벌 전기차 시장은 급격히 성장할 것으로 전망된다. 이에 고용량 배터리 양극재의 필수원료인 고순도니켈의 수요 역시 연평균 23% 수준으로 급성장하고, 2025년 이후에는 공급 부족이 예상되는 상황이다. 이에 포스코는 고순도 니켈을 선제적으
헬로티 서재창 기자 | 국내 연구진이 리튬 배터리의 음극 용량을 최대 2.6배까지 늘릴 수 있는 신개념 전처리 용액을 개발했다. 한국과학기술연구원(KIST)은 에너지저장연구센터 이민아 박사, 에너지소재연구센터 홍지현 박사, 수소·연료전지연구센터 정향수 박사 공동연구팀이 리튬 배터리의 흑연·실리콘 복합 음극 제작과정에 활용할 수 있는 전처리 용액을 개발해 기존 대비 2.6배 이상의 용량을 갖는 음극 소재를 제작하는 데 성공했다고 15일 밝혔다. 우리가 사용하는 전자 기기는 배터리 완충 시 배터리 충전량이 100%로 표시되지만, 이는 사실 최대로 저장할 수 있는 에너지 중 10∼30%가 사라진 수치다. 배터리의 생산·안정화 공정에서 처음으로 충전할 때 리튬 이온의 일정량이 영구적으로 손실되기 때문이다. 이 때문에 리튬 이온의 초기 손실을 막아내는 것은 스마트폰의 사용 시간이나 전기차의 주행거리를 획기적으로 늘리기 위한 핵심 기술로 평가받는다. 연구팀은 용액 내 분자들의 상호 작용 세기를 조절하는 방식으로 전처리 용액을 개발해 차세대 음극 소재로 주목받는 흑연·실리콘 복합 음극을 담가 안정적으로 손실될 리튬을 공급할 수 있게 했다. 연구팀은 "흑연·실리콘 전극을