차세대 배터리 핵심 기술, 단결정 양극재의 모든 것

단결정 양극재란 무엇인가?

단결정 양극재는 기존 다결정 양극재와 달리 니켈, 코발트, 망간, 알루미늄(NCM)등의 금속이 하나의 결정 형태로 결합된 소재입니다. 이는 마치 다이아몬드처럼 하나의 결정으로 이루어져 있는 것이 특징입니다.

단결정 양극재는 다음과 같은 장점을 가지고 있습니다.

단결정 양극재 특징

1. 높은 에너지 밀도
   단결정 양극재는 입자 간 균열이 없고 결정 구조가 균일하여 기존 다결정 양극재보다 높은 에너지 밀도를 제공합니다. 이는 더 많은 에너지를 저장할 수 있다는 의미이며, 동일한 주행거리를 위해 더 작은 배터리를 사용할 수 있도록 합니다.
2. 향상된 수명
   단결정 양극재는 충전과 방전 과정에서 발생하는 응력에 더 강하여 기존 다결정 양극재보다 수명이 깁니다.
   이는 배터리 교체 주기를 늘리고 유지 관리 비용을 줄일 수 있다는 것을 의미합니다.
3. 높은 안전성
   단결정 양극재는 열 안전성이 높고 가스 발생량이 적어 기존 다결정 양극재보다 안전합니다.
   이는 배터리 발화 위험을 줄이고 안전성을 향상할 수 있다는 것을 의미합니다.
4. 향산 된 충전 속도
   단결정 양극재는 높은 전기 전도도를 가지고 있어 기존 다결정 양극재보다 빠른 충전 속도를 제공합니다.
   이는 전기차 사용자의 편의성을 높일 수 있다는 것을 의미합니다.

단결정 양극재의 기술 개발 현황

단결정 양극재는 아직 초기 단계의 기술이지만, 최근 몇 년 동안 빠르게 발전해 왔습니다.

LG에너지솔루션, SK온, 포스코퓨처엠 등 국내 기업들은 단결정 양극재 기술 개발에 적극적으로 투자하고 있으며, 일부 기업들은 이미 양산을 시작했습니다.

 

1. 국내 기업들의 동향

• LG에너지솔루션은 2023년부터 단결정 양극재 양산을 시작했으며, 2025년까지 생산 능력을 10만 톤까지 확대할 계획입니다.
• SK온은 2024년부터 단결정 양극재 양산을 시작할 예정이며, 2025년까지 생산 능력을 5만 톤까지 확대할 계획입니다.
• 포스코퓨처엠은 2025년부터 단결정 양극재 양산을 시작할 예정이며, 2027년까지 생산 능력을 3만 톤까지 확대할 계획입니다.

2. 해외 기업들의 동향

• 일본의 토다 코퍼레이션은 2022년부터 단결정 양극재 양산을 시작했으며, 2025년까지 생산 능력을 2만 톤까지 확대할 계획입니다.
• 중국의 CATL은 2023년부터 단결정 양극재 양산을 시작했으며, 2025년까지 생산 능력을 5만 톤까지 확대할 계획입니다.

3. 단결정 양극재의 시장 전망

단결정 양극재는 차세대 배터리 핵심 기술로서 높은 성장 잠재력을 가지고 있습니다.

시장조사기관 SNE리서치에 따르면, 단결정 양극재 시장은 2023년 1억 달러에서 2028년 10억 달러까지 성장할 것으로 전망됩니다.

 

전기차 시장의 성장은 단결정 양극재 시장 성장의 주요 동력이 될것으로 예상되며 향후 원가 절감 에너지 밀도 상승을 위해서는 단결정 양극재로의 전환은 불가피할 것으로 생각이 됩니다.