지난 3월 6일부터 8일까지 사흘간 서울 코엑스에서 열린 ‘인터배터리 2024’는 세계 배터리 산업의 축소판이라고도 불리는 국내 최대 배터리 산업 전문 전시회인데요. 올해로 12회를 맞은 이번 전시에는 전 세계 18개국 790여 개의 유수한 배터리 소재 기업이 참가해 지난해보다 대거 확대된 역대 최대 규모를 자랑했습니다.

그중에서도 가장 눈에 띈 기업은 단연 포스코그룹이었는데요. 포스코퓨처엠이 주축이 돼 양·음극재 사업을 중심으로 선보였던 작년과 달리, 올해는 포스코홀딩스가 키를 잡고 포스코, 포스코인터내셔널, 포스코퓨처엠을 아우르는 그룹 이차전지소재 사업 풀밸류체인을 관람객들에게 소개해 큰 호응을 얻었습니다. 또, 현장에 가장 크게 자리한 포스코그룹 부스에서는 사업별 프로세스를 모형으로 만들어 전시하고, 전시관 중앙에 배치한 영상용 미디어월을 통해 글로벌 네트워크와 향후 로드맵까지 선보이는 임팩트 있는 구성으로 관람객들의 이해를 도왔습니다.

지금부터 안 가도 가본 듯, 현장을 그대로 담아낸 랜선 전시회를 통해 포스코그룹 이차전지소재사업의 경쟁력과 미래 비전을 자세히 만나보도록 할 텐데요. 일일 가이드로 나선 포스코기술연구원 박재범 수석연구원과 함께 인터배터리 현장으로 떠나 보시죠!

순환하는 원형 구조물 위에 전시된 모형 중에서 수많은 관람객의 시선을 끈 건 리튬 사업을 소개하는 코너였는데요. 포스코그룹은 염수·광석리튬과 폐배터리 리사이클링 등을 기반으로 리튬 자급력을 키워 글로벌 이차전지소재 기업으로서 경쟁력을 강화해 나갈 것이란 계획을 밝힌 바 있기에 이번 전시에서 리튬 특별 부스를 비중 있게 준비해 관람객들에게 선보였습니다.

특히 올해는 포스코그룹이 리튬을 자체 생산하는 원년으로, 기념비적인 한 해가 될 것으로 예상하는데요. 가장 먼저 염수리튬과 광석리튬을 기반으로 한 수산화리튬사업의 진행 상황과 향후 계획을 알아봅니다.

2018년 아르헨티나 옴브레 무에르토 리튬 염호 광권을 인수한 포스코그룹은, 2022년부터 아르헨티나에 염수리튬 1단계 상용화 공장 상·하공정을 건설하고 있는데요. 상용화 공장이 올 상반기 준공되면 2만 5천 톤 규모의 수산화리튬을 생산하겠다는 계획입니다.

탄산리튬을 생산하는 2만 5천 톤 규모의 2단계 상공정도 지난해 6월 착공해 2025년 준공을 목표로 하고 있습니다. 주목할 만한 것은, 아르헨티나 현지 상공정에서 생산한 탄산리튬을 올해 광양만 율촌1산업단지에 착공한 2단계 하공정으로 가져와 수산화리튬으로 전환하겠다는 로드맵인데요. 이렇게 생산한 수산화리튬을 포스코퓨처엠 양극재 공장 등에 적시 공급하는 등, 탄탄한 공급망 구축을 통해 글로벌 이차전지 소재 공급사로서 우위를 선점해 나갈 것입니다.

광석리튬은 포스코홀딩스가 지분을 투자한 서호주 포스코 필바라 미네랄스社의 광산에서 채굴해 오고 있는데요. 광산에서 채굴한 광석리튬을 갖고 불순물을 제거하고 분리하는 정광과 선광 작업을 거쳐 스포듀민을 만들면, 선박을 이용해 지난해 11월 준공한 포스코필바라리튬솔루션 1공장으로 연간 최대 31만 톤의 스포듀민을 공급해 오는 방식이죠. 이후 포스코필바라리튬솔루션이 갖추고 있는 리튬 정제시설에서 하공정 작업을 거치면 수산화리튬이 만들어 집니다.

현재는 램프 업(생산량 확대)을 진행 중인 1공장과 별개로 비슷한 규모의 2공장도 건설 중에 있는데요. 연내 2공장이 완공되면 전기차 약 100만 대를 생산할 수 있는 연간 4만 3000톤 규모의 이차전지 소재용 수산화리튬 생산 체제를 갖추게 됩니다. 나아가 캐나다 유망 리튬광산사들과의 파트너십을 확대해 2030년 광석리튬 기반 수산화리튬 생산량을 22만 톤까지 확대할 예정입니다.

포스코그룹은 아르헨티나 염호와 호주 광산에서 각각 생산한 염수·탄산 리튬과 광석리튬을 국내로 조달해 수산화리튬 생산량을 꾸준히 늘릴 계획이며, 장기적으로는 북미에서 유전염수, 지열리튬, 점토리튬 등의 비전통 리튬 자원까지 개발해 사업 영역을 확대해 나갈 계획인데요. 이렇게 확장한 밸류체인을 통해 2030년까지 리튬을 약 42만 3000톤 확보하고 글로벌 톱3 리튬 생산기업으로 도약하겠다는 포부입니다.

니켈은 전기차의 에너지 밀도와 주행거리를 결정짓는 양극재의 핵심원료입니다. 니켈 원광은 광상에 따라 황화광과 산화광 두 가지로 나뉘는데요. 호주, 캐나다 등 극지방에 주로 매장된 황화광은 품위가 높아 이를 갖고 순도 99.8% 이상인 Class1 니켈로 만들어 양극재 원료로 활용하기에 용이합니다. 그에 반해 산화광은 인도네시아 같은 동남아에 매장돼 있어 순도가 낮은 Class2 니켈로 가공돼 주로 스테인리스 등 합금철을 만드는 데 사용되고 있죠.

하지만 최근에는 황화광을 곳곳에서 장기간 채굴함에 따라 자원 고갈 문제와 이에 따른 품위 저하 문제까지 잇따르고 있는데요. 그 해법으로 산화광을 Class1 니켈로 전환해 양극재 소재로 쓰이도록 하는 새로운 프로젝트들이 세계 각국에서 시도되고 있습니다.

산화광은 리모나이트와 사프로나이트 두 종류로 구분됩니다. 사프로나이트를 니켈 합금철과 건식제련 공정을 통해 니켈 함유량이 70% 이상인 니켈 매트로 만들고, 리모나이트는 고압산침출법(HPAL)이라는 습식 제련 공법을 통해 니켈이 40~60% 함유된 니켈 MHP로 만드는데요. 이 두 가지 니켈 중간재에 또다시 정련 과정을 거치면 결과적으로 양극재에 쓰이는 황산니켈이 만들어지는 것입니다.

전 세계 니켈 매장과 생산 현황을 살펴보면, 인도네시아와 호주 각각에 약 2100만 톤, 브라질에 1600만 톤, 러시아에 750만 톤이 매장된 것으로 추산되는데요. 그중 채굴 및 생산된 양을 보면 인도네시아가 160만 톤으로 가장 많습니다. 포스코그룹은 다양한 채널을 통해 니켈 확보에 초점을 맞추고 있는데요. 그중에서도 특히 인도네시아에서 대량의 니켈을 확보한 후 한국으로 공급해 와 배터리용 황산니켈을 생산할 계획입니다.

전기차 시장이 확대되면서 배터리 수요도 늘고 있습니다. 동시에 배터리 핵심원료인 리튬과 니켈, 코발트 등을 확보하려는 기업 간 경쟁도 커지고 있죠. 하지만 이 원료들은 특정 국가들에 집중 매장돼 있거나 가격이 높아 안정적인 공급망 확보가 쉽지 않은데요.

이에 따라 폐배터리에서 원료를 추출하는 리사이클링 사업이 전 세계적으로 주목받고 있습니다. 폐전기차에서 나온 폐배터리를 파쇄하고 분리한 후 리튬이나 니켈, 코발트 등의 원료를 추출해 이를 양극재 등 배터리 소재 생산에 재활용하는 방식인데요. 해당 방식으로 원료 추출 시, 광산 채굴 과정에서 발생하는 환경 오염을 해소할 수 있을 뿐 아니라, 원료 공급 부족 문제도 해결할 수 있는 장점이 있죠.

포스코그룹은 이차전지 리사이클링 전문 기업 포스코HY클린메탈을 주축으로 폐배터리 리사이클링 사업을 이어오고 있습니다. 2022년 8월 폴란드 현지에 설립한 PLSC 공장에서 폐전기차에서 나온 폐배터리를 수거해 파쇄 및 분리하여 블랙 파우더를 만드는 상공정 작업을 진행하고 있는데요. 이렇게 생산한 블랙 파우더를 광양에 있는 포스코HY클린메탈로 가져와 침출, 용매 추출, 결정화하는 하공정 절차를 거치면 전기차용 배터리에 적합한 원료인 황산 니켈·코발트·망간·리튬,구리 등이 만들어집니다.

포스코HY클린메탈은 현재 포스코퓨처엠 광양 양극재 공장 인근에 있어 양극재 생산에 필요한 원료를 포스코퓨처엠에 안정적으로 공급하고 있는데요. 따라서 리사이클링 사업은, 포스코그룹 이차전지소재사업의 연결고리이자 순환고리라 할 수 있죠. 포스코그룹은 앞으로 북미를 비롯한 다른 여러 국가에도 리사이클링 사업 진출 계획을 갖고 있는데요. 2030년까지 연산 7만 톤의 재활용 원료 생산 능력을 갖출 계획입니다.

양극재는 전기차의 주행거리, 배터리의 안정성·수명 성능 등을 결정해 이차전지를 이루는 가장 중요한 소재라고 할 수 있습니다. 이러한 양극재를 만들기 위해선 리튬 산화물과 니켈, 코발트, 망간 등의 기타 원료를 배합해 양극재가 되기 바로 이전 단계의 중간재인 전구체로 만드는 과정을 거쳐야 하는데요. 이 과정에서는 여러 가지 서로 다른 이온을 수용액 또는 비수용액에서 함께 가라앉혀 침전 물질을 만들어 내는 공침법을 주로 사용해 제조합니다. 이렇게 제조된 전구체와 리튬을 가지고 고온에 굽는 소성 작업을 거치면 비로소 양극재가 만들어지게 되는 것이죠.

포스코퓨처엠은 니켈, 망간을 활용해 총 3가지 이상 원료로 구성한 NCM(니켈·코발트·망간), NCA(니켈·코발트·알루미늄), NCMA(니켈·코발트·망간·알루미늄) 등의 삼원계 양극재를 모두 생산하는 기업으로, 전기차 소재 시장에서 그 경쟁력을 입증하고 있습니다. 특히 니켈 함량이 커질수록 배터리 에너지 밀도와 전기차 주행거리가 늘어난다는 장점이 있는데요. 포스코퓨처엠은 지속적인 R&D 끝에 니켈 함유량 86% 이상인 하이니켈 양극재 NCM86 생산에 성공한 바 있으며, 현재 이를 주력 제품으로 삼고 양산해 오고 있습니다.

양극재는 현재 한국에 있는 구미·광양·포항 공장에서 양산하고 있으며 이 밖에도 중국 저장성 퉁샹시에 있는 절강포화에서도 생산하고 있습니다. 북미의 경우 2022년 7월 캐나다 퀘벡에 미국 자동차 회사인 GM과 함께 양극재 합작사 얼티엄캠을 설립했으며 올해 하반기 준공을 앞두고 있는데요. 이 외에도 장기적으로는 세계 각국으로 양극재 사업 영역을 펼쳐 나갈 예정입니다.

양극재와 함께 이차전지의 핵심 소재인 음극재는 우리가 흔히 아는 연필심인 흑연을 이용해 만듭니다. 먼저 천연흑연을 생산하기 위한 기초 과정으로는 흑연 광산에서 광석을 채굴해야 하죠. 채굴 후 선광 작업을 거쳐 순도를 높인 인상흑연에 또다시 탈철 공정 등을 거치면 동그란 구형흑연이 생산되는데요. 이 구형흑연을 고온에 굽는 소성로에 넣으면 순도 99.9%에 가까운 천연 흑연이 만들어집니다.

인조흑연은 철강을 만드는 과정에서 나오는 부산물인 콜타르를 주원료로 만들어지는데요. 콜타르의 불순물을 제거하고 고온 열처리하면 뾰족한 침상코크스가 만들어지게 됩니다. 마지막으로 침상코크스에 열처리를 하면 인조흑연 음극재가 완성됩니다.

천연흑연과 인조흑연은 음극재 소재로 가장 많이 쓰이는 제품이나, 최근에는 흑연의 단점을 보완하는 차세대 제품, 실리콘 음극재를 함께 섞어 만들기도 하는 추세입니다. 하지만 실리콘 음극재는 안정성이 다소 떨어진다는 문제가 있는데요. 이에 따라 SiOx나 실리콘 카본 같은 복합 제품으로 만들어서 에너지 밀도가 높은 실리콘 음극재 제품의 장점을 극도로 활용할 수 있게 제품화하고 있습니다.

포스코퓨처엠은 국내에서 유일하게 천연흑연과 인조흑연을 모두 생산하는 기업으로, 음극재 공급망을 탄탄하게 구축해 오고 있습니다. 우선 천연흑연은 아프리카 탄자니아 소재 마헨지 광산과 호주 등지에서 채굴한 인상흑연을 한국 세종 공장으로 공급해 와 여러 공정을 거친 뒤 천연 흑연으로 만들고 있습니다. 인조흑연은 원재료인 침상코크스를 자회사 포스코MC머티리얼즈를 통해 자체 조달하며 국산화에 성공한 바 있죠. 차세대 음극재인 실리콘 음극재는 현재 활발한 연구개발을 진행 중이며 향후 북미나 유럽 등에도 사업 영역을 확대할 계획입니다.

현재 전기차에 가장 널리 사용되고 있는 리튬이온전지의 단점을 보완하며 새롭게 등장한 전고체 배터리가 차세대 배터리 소재로 주목받고 있습니다. 리튬이온전지는 높은 에너지 밀도를 자랑하지만 에너지 밀도가 높으면 이차 열 방출 발생으로 화재나 폭발 반응이 일어날 위험이 있는데요. 바로 이런 위험성을 차단하고자 양극과 음극 사이 이온을 전달하는 전해질을 기존 액체에서 고체로 대체해 만든 것이 전고체 배터리입니다. 고체 전해질은 크게 황화물계, 산화물계, 폴리머 세 가지 종류로 나눌 수 있는데 이중 황화물계 전해질이 가장 높은 이온전도도를 보유한 것은 물론, 높은 에너지 밀도까지 구현할 수 있어 가장 각광받고 있습니다.

또 다른 차세대 배터리 소재는 리튬메탈 음극재입니다. 실리콘 음극재와 비슷하게 흑연 대비 10배 이상의 에너지 밀도를 자랑하지만, 그 잠재력은 훨씬 크다고 평가받고 있죠. 리튬은 지구에서 가장 가벼운 금속으로, 이런 리튬을 사용해 배터리를 만든다면 무게가 가벼워져 전기차의 연비 향상에 도움이 되기 때문에 리튬메탈 음극재는 차세대 음극재 시장의 끝판왕으로 불리고 있습니다.

포스코그룹은 2022년 2월 설립한 포스코JK솔리드솔루션을 통해 전고체 배터리를 이루는 황화물계와 산화물계 전해질을 모두 양산하고 있는데 특히 황화물계 전해질을 주력으로 생산하고 있습니다. 아울러 2006년 대만에서 설립된 전고체 배터리 제조 기업인 대만의 프롤로지움과 손잡고 전고체 배터리 전용 양극재와 실리콘 음극재, 고체전해질 공동 개발 및 글로벌 공급 체계를 구축해 갈 방침입니다.

또한 포스코그룹은 차세대 음극재 끝판왕인 리튬메탈 음극재를 양산하기 위한 기술적인 장점을 고루 갖추고 있는데요. 바로, 철강 공정에서 쌓아온 노하우를 살려 폭은 넓고 두께는 얇은 극박광폭의 리튬 메탈을 제조하는 데 유리하다는 것입니다. 해당 기술을 지속해서 연구 개발하겠다는 계획인데요. 이 연구 개발은 포스코홀딩스 산하의 미래기술연구원에서 현재 활발하게 진행 중입니다.

전기차 그리고 배터리에, 포스코그룹에서 만드는 철강 제품이 다양하게 사용되고 있는데요. 그 세 가지 제품을 소개합니다.

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공장에서 미리 집 구조물을 만들고 현장으로 가져와 조립하는 모듈러 건축 공법, 들어보셨나요? 공정 과정에 스마트한 기술을 도입해 생산성과 품질을 향상시키고, 친환경적이라는 장점이 있어 미래 건축 시스템으로 주목받고 있는데요. 포스코A&C는 이러한 모듈러 시스템을 국내에서 유일하게 기획부터 설계, 제작, 시공, 연구 개발에 이르기까지 One Service로 제공하고 있습니다.

오늘은 특별히 장예인 아나운서가 포스코A&C의 모듈러 건축 대표 브랜드인 이노하이브를 방문해 건물 곳곳에 숨은 스마트한 기술을 여러분께 소개해 드리고자 미션 수행에 나섰는데요. 이번 미션 수행에 큰 도움을 줄 황금 열쇠, 포스코A&C 스마트하우징사업실 김승현 부장과 함께 이노하이브에 숨겨진 기술의 비밀을 파헤쳐 봅니다!

다양한 주거 형태의 모듈러 하우스 사이에서 가장 먼저 찾은 곳은 호텔형 공간으로 조성된 이노하이브 A동이었는데요. 이곳에서 해결해야 할 미션은 바로 ‘시스템 월에 숨겨진 비밀을 찾아라!’ 시스템 월이 대체 무엇인지, 어디에 있다는 건지… 유일하게 믿을 만한 황금 열쇠 김승현 부장의 힌트는 ‘잘 붙는다’라는 것뿐! 비밀을 알아내려면 우선 이노하이브 곳곳을 샅샅이 살펴봐야겠죠?

호텔에 왔으면 제대로 즐기는 게 인지상정! 내부는 호텔 그대로지만 모듈러 하우스의 장점을 쏙쏙 담아낸 이곳에서 잠시 여유를 만끽해 보는데요. 본격적인 미션 수행에 앞서 장예인 아나운서가 반한 이노하이브의 장점을 알아봅니다.

그냥 모듈러가 아닌 포스코A&C 이노하이브만의 독보적인 장점과 매력을 갖추고 있는 이곳! 직접 체험해 보고 유익한 설명까지 듣고 나니, 어떤 기술력이 숨어 있을지 더욱 궁금해지는데요. 시스템 바스(System Bath)를 확인해 보면 자연스레 시스템 월의 비밀도 알 수 있다고 해서 욕실이 있는 2층으로 향했습니다.

A동에 숨겨진 특별한 비밀은 바로 포스코가 자랑하는 고내식 강재, 포스맥(POsMAC)을 소재로 한 포스코스틸리온의 컬러강판으로 시스템 월과 욕실 벽체를 만들어 효율성과 공간성을 높였다는 점이었는데요. 욕실 벽체는 일반 타일로 만드는 대부분 건축물과 달리 표면이 미려한 컬러강판으로 마감돼 물때나 곰팡이가 끼지 않아 유지 관리에 효율적이라고 합니다.

1층의 벽면은 컬러강판과 레일이 일체화된 벽체 시스템으로, TV나 책장, 선반을 무리 없이 설치할 수 있고, 선반 탈부착 기능도 있어 아주 유용하게 쓰인다고 하는데요. 이노하이브 곳곳에서 찾아볼 수 있는 ‘컬러강판’이 거주자의 편리성을 높이는 데 그 역할을 톡톡히 하고 있었네요!

A동에서의 미션을 완벽히 성공하고 두 번째 미션을 위해 찾은 곳은 1층 기숙사, 2층 1인실 오피스텔로 이루어진 B동! 이곳에서 풀어야 할 미션은 ‘이노하이브 BIM을 찾아 실행해라!’ BIM(Building Information Modeling)이란 시설물의 외관과 내부 구조까지를 3D 형상으로 설계하고, 여러 가지 정보를 기록해 설계, 시공, 유지보수 정보를 제공하는 시스템을 말하는데요.

아무리 모듈러 주택이라지만… 내부는 일반 주택과 다를 것 없이 평범해 보이는 이곳 어디에서 BIM 시스템을 실행해 볼 수 있다는 걸까요?

BIM의 비밀을 풀기 위해 이번에도 이노하이브 곳곳을 살펴보는 두 사람! 1층 기숙사는 하나의 공간으로 설계됐지만, 공간 활용성을 높여 마치 한 공간을 분리된 공간처럼 설계했다는 점이 가장 큰 장점이었는데요. MBTI가 대문자 I라 룸메이트와 방을 사용해 본 적 없다는 김승현 부장도 이렇게 분리된 공간이라면 도전할 마음이 생길 정도라고 하니, 이노하이브에서는 형제자매, 룸메이트까지 따로 또는 같이인 삶을 온전히 누릴 수 있겠네요!

2층은 1인 가구가 거주하기에 적합한 깔끔한 오피스텔 형태로, 포스코 강판과 판넬을 이용해 지어져 소음 차단, 에너지 절감은 물론 디자인성과 내구성을 높였는데요. 공동주택에 필요한 주거 성능 검증 시 바닥충격음, 세대 간 차음, 라돈, 실내공기질, 결로, 기밀 등 모든 항목에서 기존 재래식 공법인 RC(Reinforced Concrete) 구조와 동등하거나 혹은 그 이상의 성능을 나타냈다고 합니다. 공사 기간이 빠른 데 비해 흠잡을 곳 하나 없는 이노하이브네요! 그때, 벽면에 붙은 수상한 큐알 코드가 장예인 아나운서의 눈에 포착되는데요. 이번 미션의 키일까요?

BIM 시스템으로 내부 구조를 확인할 수 있다고는 했지만, 이렇게 QR코드만으로 내가 살고 있는 공간의 뼈대까지 관찰할 수 있다니, 이 놀라운 기술력은 B동뿐만 아니라 이노하이브 모든 건축물에서 확인해 볼 수 있는데요.

BIM 기반의 스마트한 기술을 활용해 시공 전 단계를 시뮬레이션하고, 실제 건축 현장을 볼 수 있도록 버추얼 목업 시스템을 구축하고 있는 포스코A&C는, 이를 통해 이노하이브의 성능과 품질을 미리 검증하고, 공장에서 대량 생산할 수 있는 품질관리 체계 또한 구축할 수 있었습니다. 그 결과 공사 단계에서 발생할 수 있는 변수는 물론, 안전사고까지도 크게 줄일 수 있었다고 하네요!

대망의 마지막 미션이 펼쳐질 이곳은 중대형 평면의 공동주택으로 설계된 이노하이브 C동! 사실 이곳은 각자 폭이 다른 세 개의 모듈러를 조합해 하나의 주택으로 구성한 곳인데요. 감탄사를 유발하게 하는 ‘우와’한 공동주택 내부를 둘러보니, 이런 곳을 만들어낼 수 있었던 이노하이브의 숨겨진 기술력은 무엇일지 더욱 기대됩니다.

있을 거 다 있는 C동에서 풀어야 할 마지막 미션은 ‘iNNOHIVE에서 E가 뜻하는 의미를 맞춰라!’ 무려 세 가지나 되는 E의 의미를 밝혀내려면 역시 이번에도 C동을 조금 더 둘러봐야겠죠? 김승현 부장의 안내에 따라 집들이에 나섰습니다.

넉넉한 수납공간과 널찍한 구조가 눈에 띄는 이노하이브 공동주택은 고객의 니즈에 맞는 인테리어를 구현해 낼 수 있다는 것이 강점인데요. 거주자의 생활 패턴에 따라 맞춤형 주거 형태를 제작할 수 있어 인기가 좋습니다.

현재 포스코A&C는 기존의 20평형 상품에 더해 국민 평형인 30평대 모듈러 하우스도 시중에 선보일 수 있도록 연구와 개발 중에 있다고 하는데요. 나아가 25층짜리 30평형대 이상의 모듈러를 실증 설계해 더 많은 고객이 모듈러 하우스의 매력을 경험해 볼 수 있도록 다방면으로 힘쓸 예정이라고 합니다.

거실부터 서재까지 C동 전체를 둘러보고 나니 E에 숨겨진 의미를 금세 알아차린 장예인 아나운서! E가 담고 있는 의미 세 가지는 바로 이노하이브만이 자랑하는 빛나는 기술력, 그 자체였는데요. 여기에는 새로운 제조 산업 환경에서 좋은 품질의 제품을 만들고, 생산성을 높이며, 탄소발자국을 줄여 기업과 사회가 지속 가능한 가치를 만들어 나가겠다는 포스코A&C의 의지가 담겨 있었네요!

이로써 모든 미션 클리어! 오늘 이노하이브 곳곳을 둘러보며 만나본 스마트한 기술력, 어떠셨나요? 이 외에도 포스코A&C는 이노하이브를 통해 모듈러 기술 수준을 한 단계 끌어올릴 수 있었다고 하는데요. 특별한 두 가지 기술을 소개합니다.

첫 번째 기술은 모듈 간 결합을 위해 독자 개발한 구조접합 시스템입니다. 모듈러를 적층한 후 기둥 내부에 와이어를 수직 삽입함으로써 인장 체결하는 방식으로, 기존 고력볼트 시스템보다 모듈러의 공장 제작률을 높여 이동 및 재사용이 용이하고 접합부 하자를 획기적으로 줄일 수 있는데요. 이를 통해 건설 시 불가피하게 발생하는 폐기물도 철근 콘크리트 대비 약 50% 정도 경감하고, 탄소배출량 또한 17% 이상 감소시켜 친환경성을 높일 수 있었습니다.

두 번째는 고층화와 모듈 조합 기술입니다. 포스코A&C는 제철소가 있는 광양에 직원 생활관인 기가타운을 세우며 국내 최초로 중고층 모듈 구조 시스템을 도입한 바 있는데요. 구조적 안정성과 시공성을 검증할 수 있었습니다. 지난 3월 22일에는 미국 모듈러 건축협회에서 개최한 ‘2024 World of Modular’에서 광양 기가타운이 모듈러 기숙사 부문 우수상을 받는 쾌거를 이뤘는데요. 이는 모듈러 건축 업계 최고 영예의 상으로, 올해 수상한 곳 중 국내기업은 포스코 A&C가 유일합니다.

또, 하나의 모듈러로 이루어진 상품부터 다양한 모듈을 조합한 대형 평면 상품까지 선보이며 기존의 획일화 된 모듈러 이미지를 탈피했다는 평가를 받을 수 있었는데요. 이에 적용된 구조시스템으로는 20층 이상의 모듈러 건물도 구현할 수 있어, 향후 모듈러 고층화 실현의 촉진제 역할을 할 것으로 기대하고 있습니다.

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세계 자동차 산업이 100년 주력 기술이던 내연기관 차에서 전기차 중심으로 빠르게 재편되고 있습니다. 이러한 시장 흐름에 따라 전기차를 움직이게 하는 엔진 역할을 해 전기차의 심장이라고도 불리는 구동모터의 글로벌 수요 또한 폭발적으로 증가하고 있죠. 구동모터를 만드는 데 빠질 수 없는 소재가 바로 전기강판입니다. 구동모터가 전기차의 심장이라면, 이를 이루는 주소재인 전기강판은 그 심장을 뛰게 하는 원동력인 셈이죠!

전기강판에 대해 좀 더 자세히 알아볼까요? 전기강판은 전력의 생산부터 송전과 배전, 그리고 전력의 소모에 있어 중요한 역할을 합니다. 이러한 전기강판은 전류가 흐르는 방향에 따라 크게 두 종류로 나뉘는데 바로 전류가 한 방향으로 흐르는 방향성 전기강판(GO, Grain-Oriented electrical steel)과 모든 방향으로 균일하게 흐르는 무방향성 전기강판(NO, Non-Oriented electrical steel)입니다.

결정 방향이 서로 다른 두 전기강판은 제조 공정은 물론 사용처에서 큰 차이를 보입니다. 방향성 전기강판의 경우 철판의 압연 방향을 일정한 방향으로 조정해 전류가 압연된 한 방향으로 잘 흐르도록 만들어 주로 변압기나 움직이지 않는 기계의 철심 소재로 사용됩니다. 반면, 무방향성 전기강판은 모든 방향으로 전류가 균일하게 흐른다는 강점을 살려 발전기 및 회전하는 방식의 기계나 모터 등의 소재로 사용되고 있죠. 우리 일상에서 흔히 볼 수 있는 에어컨, 세탁기, 냉장고, 진공청소기 등 회전하는 모든 전자제품이 그 대표적인 예입니다.

전기강판은 일반적인 철강제품과 달리 철손과 자속밀도라는 독특한 품질 특성을 갖고 있는데요. 철손이란 시간적으로 변화하는 자기화력 때문에 발생하는 열, 쉽게 말해 시간이 지남에 따라 전기가 열로 바뀌어 철심이 들어있는 기기의 전력이 손실되는 현상이라고 생각하면 됩니다. 간혹 우리가 오래된 선풍기를 사용하면 모터가 금방 뜨거워지는 것을 발견할 수 있는데 바로 그 원리이죠. 자속밀도는 같은 전기에너지를 가했을 때 자기에너지(자력선의 수)*를 얼마나 나타낼 수 있는가를 보여주는 특성치를 말합니다.

*자기에너지 : 전류가 자기장을 만들 때 생기는 에너지.
*자력선 : 자기장의 크기와 방향을 나타내는 선.

즉, 적은 전기에너지로 높은 자기에너지를 만들어 낼 수 있느냐, 철손을 얼마나 최소화할 수 있느냐의 문제가 전기강판의 품질을 좌우한다고 할 수 있는데요. 무방향성 전기강판은 이에 최적화된 강판으로, 모든 방향으로 자기적 특성을 전달할 수 있는 특징과 규소(Si)를 1~5% 함유해 전자기 특성이 양호하며 철손이 적다는 강점을 갖추고 있습니다. 이는 곧 모터의 에너지 손실을 최소화하고 전기차의 전비 향상에도 직접적 영향을 미쳐 친환경 자동차의 부품 소재로 손색없다는 말이 되죠. 따라서 전기차의 엔진인 구동모터의 핵심 소재로 주로 쓰이고 있습니다.

포스코는 탁월한 기술력을 바탕으로 국내에선 유일하게 철손을 최소화한 고품질 무방향성 전기강판 Hyper NO를 생산하고 있습니다. 무방향성 전기강판은 철손 기준에 따라 제품 등급을 나눌 수 있는데 포스코의 무방향성 전기강판의 경우 철손값이 3.5W/kg 이하인 Hyper NO 제품으로, 6.0W/kg 이하의 High NO 등급에 비해 고효율을 자랑하죠.

그렇다면 철손값을 어떻게 낮출 수 있는 걸까요? 그 비밀은 두께에 있는데요. 1979년부터 전기강판을 생산해 온 포스코는 45년간 축적한 노하우로 0.15mm 두께의 초극박 Hyper NO를 만들어낼 수 있는 독보적인 기술력을 갖출 수 있었습니다. 머리카락의 두께가 0.1mm인 것을 고려한다면 얼마나 얇은 것인지 가늠해 볼 수 있겠죠? 이렇게 얇게 생산된 Hyper NO를 구동모터 철심에 적용하면 일반 전기강판 대비 에너지 손실을 무려 30% 낮출 수 있다고 하는데요. Hyper NO가 미래 전기차에 최적화된 소재로 각광받는 이유입니다.

기술의 발달로 전기차는 꾸준히 고성능화되고 있습니다. 이에 따라 차에 기존 1개 탑재됐던 구동모터의 개수는 2개~4개까지 늘어났으며 동시에 Hyper NO의 성장세 또한 견인하고 있죠. 글로벌 시장조사업체에 따르면 2022년 기준 100만 톤 내외였던 세계 구동모터용 Hyper NO 수요가 2030년에는 405만 톤을 기록할 것으로 전망된다는데요. 이제, 시장의 기대와 판세를 읽어 우수한 기술력을 확보하는 것이 경쟁에서 우위를 차지하게 될 중요한 요소가 된 것입니다.

현재 구동모터에 주력으로 사용되는 Hyper NO 등급을 생산할 수 있는 철강회사는 전 세계 10개 미만으로, 포스코를 포함한 불과 5~6개 기업만이 안정적인 품질의 제품을 공급하고 있습니다. 포스코는 앞으로도 세계 최고 수준의 고효율 Hyper NO를 생산하기 위해 1조 원을 투자해 Hyper NO 생산능력을 2025년까지 연 40만 톤으로 확대하고, 500만 대의 전기차 구동모터코아를 만들 수 있는 생산체제를 갖출 계획입니다.

▼포스코가 선택한 전기차 모터기술 소재 Hyper NO, 영상으로 만나보기

전기·수소차 중심으로 자동차 시장 패러다임이 빠르게 변화하면서 전기차의 핵심 부품이라고 할 수 있는 이차전지와 구동모터코아가 각광을 받고 있습니다. 이에 포스코그룹은 이차전지의 핵심 소재인 음극재·양극재와 구동모터코아 사업 분야에서 눈에 띄는 활약을 펼치며 글로벌 친환경차 시장 내 입지를 확대해 나가고 있죠. 구동모터코아 사업은 포스코인터내셔널의 100% 자회사인 포스코모빌리티솔루션이 생산을 담당하고 있으며, 포스코인터내셔널은 국내외 고객사향 마케팅을 하고 있습니다.

이차전지는 보편적으로 잘 알려졌지만, 구동모터코아는 뜨거운 관심에 비해 정확히 무엇을 뜻하는지, 어떤 원리로 작동되는지 잘 모르는 분들이 많은데요. 그래서 오늘은 구동모터코아에 대한 여러분의 궁금증을 해소해 주고자 포스코모빌리티솔루션의 전문가 세 분이 모였다고 합니다. 어디서도 만나볼 수 없었던 구동모터코아에 대한 이야기! 지금 바로 시작합니다.

먼저 모터코아는 회전 운동을 필요로 하는 장치에 사용되는 부품입니다. 자동차의 편의 기능을 담당하는 와이퍼, 선루프, 핸들 조향장치 등 전장부품은 물론, 냉장고, 세탁기, 에어컨, 청소기와 같은 가전제품에도 다양한 모터코아들이 사용되고 있습니다.

바로 이 모터코아에 고도의 기술력이 더해져 새롭게 개발된 것이 구동모터코아인데요. 구동모터코아는 전기차, 하이브리드차 같은 친환경차에 적용되는 구동모터의 핵심 부품으로, 전기에너지를 운동에너지로 변환해 전기 자동차를 움직이게 합니다. 내연기관 차로 비유하자면 구동모터는 엔진이며, 구동모터코아는 엔진에 들어가는 핵심 부품이라고 할 수 있죠!

그렇다면 구동모터코아는 어떤 원리로 전기자동차를 움직이게 하는 걸까요? 구동모터코아는 바깥을 쌓고 있는 고정자*, 구동모터가 돌아가는 회전자**로 이뤄져 있습니다. 하이브리드차, 순수 전기차 등 출력 구조에 따라 높이와 크기가 각각 다르게 만들어지죠. 고정자에 삽입된 구리선에 전기가 전달되면 자기장이 형성되고 회전자에 삽입된 영구자석이 자기장과 반응하여 회전하게 되는데 이때 생성된 동력이 샤프트***로 전달되어 자동차가 움직이게 되는 원리입니다.

*고정자 : 발전기나 전동기에서 고정되어 있는 부분.

**회전자 : 발전기나 전동기 등 회전 동작과 관련된 장치에서 회전하는 부분.

***샤프트 : 회전 운동이나 직선 왕복 운동으로 동력을 전달하는 둥근 막대 모양의 기계 부품.

구동모터코아는 자동차 모터의 효율성을 좌우합니다. 결과적으로 전기차의 주행 거리와 연비에 중요한 영향을 미치죠. 자동차에 엔진이 빠진다면 앞으로 나아갈 수 없듯이 전기차에도 구동모터코아가 들어가지 않는다면 그 자동차는 오리배가 된다고 해도 과언이 아닐 정도로 구동모터코아는 전기차에 꼭 필요한 핵심 부품입니다. 이런 고품질의 구동모터코아를 만드는 곳이 바로 포스코모빌리티솔루션입니다!

자체 개발 EM Free 적층 기술로 고품질 구동모터코아 생산

최근에는 친환경차의 고성능화가 지속적으로 요구되면서 차에 들어가는 구동모터의 개수가 늘어나고 있는데요. 과거엔 차 한 대마다 구동모터가 1개씩 들어갔다면, 현재 4륜 구동차에는 2개, 많게는 4개까지 적용되면서 구동모터당 1개씩 들어가는 구동모터코아의 비중도 더욱 높아지게 됐죠. 그 일례로 포스코모빌리티솔루션 고객사인 GM 社의 대형 픽업트럭 ‘허머 EV’에는 무거운 차량 무게에 높은 마력을 요구해 총 3개의 구동모터가 들어가고, 벤츠에서 출시 예정인 전기 G-클래스의 경우 4개의 구동모터코아가 들어갈 예정이라고요. 따라서 친환경차 시장이 확대될수록 구동모터코아의 수요는 늘어날 것이며 포스코모빌리티솔루션의 성장성 또한 커질 것으로 기대되는 바입니다.

포스코모빌리티솔루션은 구동모터코아에 대한 시장의 높은 기대와 수요에 대응하고자 구동모터코아의 품질 향상에 많은 노력을 기울이고 있습니다. 대표적으로 포스코의 우수한 무방향성 전기강판(Hyper NO)*을 공급받아 모터코아를 생산하는 주재료로써 사용하고 있죠. 또한 자체적으로 운영 중인 금형 연구소에서 개발한 독자적 적층공법을 이용해 모터의 효율과 성능을 극대화한 고품질의 구동모터코아를 생산하고 있습니다.

*무방향성 전기강판 : 모든 방향에서 균일한 자기적 특성을 보이는 전기강판으로, 발전기와 모터 등 회전이 필요한 부품에 주로 쓰인다.

이는 EM Free(Embo Free) 적층 기술로, 금형이 설치된 프레스에 포스코의 전기강판을 투입하고 설계 모양에 따라 펀칭해 만든 낱장 코아에 본드를 자동 도포하여 수백 겹으로 적층하는 방식인데요. 이렇게 적층한 코아는 고품질을 확보하고자 경화와 냉각 과정을 거치게 되고, 배압 장치에서 이를 추출한 뒤 회전자에 영구 자석을 삽입, 샤프트에 체결한 후 고정자와 조립하는 과정까지 거치면 비로소 구동모터코아가 완성됩니다. 복잡한 과정을 거쳐 생산된 구동모터코아는 낱장 코아에 엠보(Embo)라는 돌기를 만들어 서로 끼워 넣는 전통적인 방식인 ‘Embo 방식’에 비해 10배 이상 단단하게 적층되어 진동이나 소음에도 강하고 전기적 특성도 좋아진다는 장점이 있어 우수한 품질을 자랑합니다.

이처럼 포스코모빌리티솔루션은 구동모터코아 시장에서 꾸준하게 입지를 넓혀나갈 수 있는 핵심 경쟁력 세 가지를 보유하고 있습니다. 첫 번째는 앞서 말한 대로 국내에서는 유일하게 코아 사업의 핵심이라 할 수 있는 금형 연구소를 기반으로 세계 최고 수준의 EM Free 기술을 보유하고 있어 독보적인 개발 능력과 제조 경쟁력을 갖추고 있다는 것이죠. 나아가 신기술을 지속 개발해 로봇 자동화 시스템을 통한 최고 품질의 제조 경쟁력을 확보해 나갈 예정입니다.

두 번째는 바로 그룹사 간 시너지를 통한 안정적인 소재 공급이 가능하다는 점입니다. 최근 전기차 생산이 늘어남과 동시에 모터코아 수요 또한 늘어 전반적으로 전기강판 수급이 타이트한 편에 비해 포스코모빌리티솔루션에서는 포스코를 통해 고급 전기강판을 원활하게 공급받을 수 있다는 장점이 있습니다. 아울러 포스코 기술연구원과 기술협력을 통해 소재 개발부터 양산, 안정화까지 협력체계를 구축하고 있습니다.

마지막으로는 인프라를 활용한 판매 역량입니다. 포스코모빌리티솔루션은 모회사인 포스코인터내셔널의 글로벌 네트워크를 기반으로 원활한 판매망을 확보하고 있으며 국제 시장에 진출할 수 있는 마케팅 역량까지 보유하고 있습니다. 포스코모빌리티솔루션은 이러한 핵심 경쟁력을 통해 전기차 핵심 부품인 구동모터코아 사업에서 대대적인 글로벌 확장을 이어나갈 계획입니다.

포스코모빌리티솔루션은 지속적인 경쟁력 강화뿐만 아니라 사업 영역을 확장하고자 국내외로 구동모터코아 생산망을 꾸준히 구축해 나가고 있습니다. 우선 국내에서는 천안과 포항에 각각 100만 대씩 총 200만 대 생산 체제를 완성할 계획인데요. 천안 공장은 현재 연산 100만 대를 목표로 본격 가동해 생산 중이며 포항에는 2022년, 100만 대 생산 기반을 마련할 수 있는 구동모터코아 전용 신공장을 건설해 생산 능력을 차츰 늘려나가고 있습니다.

해외에서도 중국과 멕시코에 신공장을 준공하며 생산에 박차를 가하고 있습니다. 지난해 4분기부터 양산에 들어간 중국 공장은 연산 100만 대 생산 체제를 갖출 것으로 예상됩니다. 또한 2022년 7월 착공에 들어가 2023년 10월 준공을 완료한 멕시코 공장을 통해 연산 150만 대 생산 체제를 갖추고 북미 친환경차 부품시장 공략에 적극 나설 계획입니다. 이 가운데 현재 북미 지역 전기차 수요가 급증함에 따라 추가 100만 대 공장을 건설할 계획이며 유럽 폴란드에는 120만 대, 인도에서도 30만 대 규모의 생산 체제를 갖춰 글로벌 생산 거점을 완성해 나가겠다는 목표입니다.

세계 각국에 공장을 추가로 건설함에 따라 수주 또한 활발하게 늘어날 전망인데요. 2030년까지 국내(포항, 천안), 멕시코, 폴란드, 중국, 인도 등지에 글로벌 생산 체제를 갖출 포스코인터내셔널은 구동모터코아 판매량을 연 700만 대 이상 수준까지 끌어올릴 것으로 내다보고 있습니다. 이를 통해 글로벌 시장점유율 10% 이상을 확보하겠다는 전략입니다.

최근에는 2025년부터 2034년까지 현대·기아차가 유럽에서 최초로 현지 생산할 전기차에 탑재하는 구동모터코아 103만 대 분량 수주를 따내며 친환경 모빌리티 사업영역을 유럽으로 본격 확장할 것이라는 소식이 들려오기도 했습니다. 구동모터코아는 현대모비스 슬로바키아 전동화 공장을 경유해 현대차·기아 터키 공장 55만 대, 슬로바키아 공장에 48만 대가 각각 공급될 예정입니다.

포스코인터내셔널의 구동모터코아, 현대기아차 유럽 최초 현지생산 전기차도 책임진다 (기사 바로가기)

▼요즘 핫한 구동모터코아, 영상으로 만나보기 ↓

포스코는 최근 미래 수요산업 발굴에 속도를 내며 눈에 띄는 성장과 혁신으로 주목받고 있습니다. 특히 모바일 기기, 전기차, 태양광 패널, 신재생 에너지 저장 시스템 등 첨단기술의 핵심이 되고, 포스코그룹의 신성장 동력으로 손꼽히는 이차전지 분야에서 대내외로 사업 경쟁력을 확장해 나가고 있는데요. 국내에선 포스코퓨처엠이 유일하게 이차전지 성능을 결정짓는 중요한 소재인 양극재와 음극재를 모두 생산하며 고품질 이차전지 소재 주요 공급업체 중 하나로 자리매김했습니다.

오늘은 포스코경영연구원 박재범 수석연구원과 함께 배터리의 수명과 충전 속도를 좌우하는 음극재를 중심으로, 배터리의 미래를 이끌어 나갈 포스코그룹의 청사진을 만나보는 시간을 가져보도록 하겠습니다. 지금 바로 만나보시죠!

세계 각국의 탄소 절감을 위한 노력에 따라 기존 자동차 산업은 완전히 탈바꿈하고 있습니다. 내연기관을 베이스로 하던 흐름에서 벗어나 친환경 에너지를 도입한 전기차 시대로 전환해 나가고 있는 것인데요. 전기차를 생산하는 데 있어 단연 핵심 소재가 되는 것이 바로 이차전지입니다. 이차전지는 양극재, 음극재, 전해질, 분리막 등 네 가지 소재로 구성돼 있는데, 그중 에너지밀도를 높여 전기차의 주행 거리를 결정짓는 양극재와 배터리의 충전 속도, 수명에 영향을 주는 음극재가 이차전지의 성능을 좌우한다고 해도 과언이 아닙니다.

전기차에 주로 사용되는 리튬이온 배터리는 양극재와 음극재 사이를 이동하는 리튬이온의 화학적 반응을 통해 전기를 만들어 냅니다. 이때 음극재는 양극재에서 나온 리튬이온을 저장했다가 배출하는 역할을 하죠. 즉, 리튬이온을 더 많이, 빠르게 저장하고 방출할수록 에너지 밀도와 충전 속도를 높일 수 있으므로 음극재의 성능에 따라 배터리의 성능도 크게 영향을 받는다고 할 수 있습니다. 최근에는 에너지밀도와 충전 속도, 내구성의 삼박자를 갖춘 음극재 개발이 양극재 못지않게 중요한 과제로 꼽히고 있는데요.

그렇다면 음극재를 이루는 핵심 소재는 무엇일까요? 바로 우리 주변에서 쉽게 찾아볼 수 있는 연필심이나 샤프심의 일종인 흑연을 핵심 광물로 하고 있습니다. 금속도 음극재의 생산 소재로 사용되지만, 가격이 저렴하고 안정성이 높은 흑연계 음극재가 전체 음극재 생산 시장의 90%를 차지할 정도로 대체 불가능한 큰 비중을 보이고 있죠. 따라서 현재 시장에서 사용되는 음극재는 대부분 천연흑연과 인조흑연이라고 볼 수 있습니다.

천연흑연은 광산에서 흑연 광석을 채굴한 뒤 이를 잘게 부수고, 불순물을 걸러 순도를 높여 생산합니다. 이 과정을 선광이라고 부릅니다. 이렇게 만들어진 인상흑연을 갖고 또다시 여러 공정을 거쳐 동그란 형태의 구형흑연으로 만들죠. 구형흑연은 피치(pitch)로 코팅한 뒤 고온에 굽는 소성 작업을 거치는데, 이 작업은 코팅으로 겉면을 감싸 배터리가 고온에도 견딜 수 있도록 하고, 충˙방전 효율을 높여주기 위함입니다. 마지막으로 크기별로 나누는 분급과 철 성분을 걸러내는 탈철 작업까지 거치면 그제야 순도 99.9%에 가까운 천연흑연 음극재가 완성됩니다.

인조흑연은 광산에서 직접 채굴하지 않고 철강을 만드는 과정에서 나오는 부산물인 콜타르를 주원료로 만들어지는데요. 이때 콜타르의 불순물을 제거하고 고온으로 열처리하면 바늘처럼 길고 뾰족한 형태의 침상코크스가 만들어지게 됩니다. 마지막으로 이 침상코크스를 분쇄하고 고온에서 흑연화 후 코팅과 탈철 작업을 거치면 인조흑연 음극재가 완성됩니다.

이렇게 생산과정을 달리해 만들어진 천연흑연 음극재와 인조흑연 음극재는 서로 상호보완적인 관계에 있습니다. 천연흑연 음극재는 리튬이온 저장 용량이 크고 가격이 저렴하다는 장점이 있고, 인조흑연 음극재는 수명·출력·안정성 면에서 용이하죠. 이런 이유로 전기차용 이차전지에는 천연흑연과 인조흑연을 섞어서 사용하는 경우가 대다수입니다.

포스코퓨처엠은 국내에서 유일하게 천연흑연과 인조흑연을 모두 생산하고 있는 기업입니다. 천연흑연은 기존 공급처 외에도 포스코홀딩스와 포스코인터내셔널이 투자한 탄자니아 소재 마헨지 광산과 마다가스카르 소재 몰로 광산에서 확보할 예정이며 인조흑연은 원재료인 침상코크스를 자회사 포스코MC머티리얼즈를 통해 자체 조달하면서 국산화에 성공했죠. 그뿐만 아니라 포스코홀딩스와의 R&D를 통해 인조흑연과 천연흑연의 장점을 고루 갖춘 저팽창-장수명 천연흑연 음극재를 개발해 내기도 했습니다.

최근에는 전 세계 흑연 생산량 약 70%를 차지하고 있는 중국이 자국의 흑연 수출을 전면 통제하겠다고 발표한 바 있습니다. 전기차 시장이 확대됨에 따라 음극재 시장 또한 연평균 20% 이상의 고성장을 이어가고 있는 상황에서 이러한 중국의 수출 통제 선언은 국내외 배터리 생산 업체들에 큰 타격을 입힌 셈이었죠. 하지만 포스코그룹의 배터리 시장 경쟁력은 더욱 주목받고 있는데요. 2010년부터 이미 음극재 사업을 시작하며 소재 분야 전반에 걸쳐 자체 조달 역량을 높이고, 중국 의존도를 낮추기 위한 노력을 기울이던 포스코그룹은, 향후 음극재 분야에서 공급망 역량을 강화해 나가며 생산성 자립에 속도를 낼 전망입니다.

2030년까지 3만 5천 톤 규모의 실리콘 음극재 양산 체제 구축

포스코그룹의 배터리 성능 강화를 위한 음극재 기술 개발 전략은 계속해서 발전해 나갈 것으로 기대되는데요. 세계적인 전기차의 고성능화 요구에 따라 배터리 또한 고성능이 필요하게 되면서 다양한 소재의 음극재가 주목을 받고 있기 때문이죠. 그중 하나로 실리콘 음극재를 들 수 있습니다.

실리콘 음극재는 단위 무게당 용량이 흑연계 음극재보다 10배가량 높아 전기차 주행 거리를 혁신적으로 늘릴 수 있으며 고속 충전에 용이하다는 장점이 있습니다. 반면 흑연계 음극재보다 가격이 상당히 높고, 충전과 방전을 진행하면서 부피팽창이 일어나 구조적으로 불안정성이 심하다는 극복해야 할 기술적 단점을 지니고 있죠.

이러한 기술적 이슈 때문에 현재 실리콘 음극재는 전기차 배터리에 100% 사용되지 못하고 흑연계 음극재에 4~5%를 첨가하는 구조로 활용되고 있는데요. 그럼에도 전기차 주행거리와 충전성능을 향상하기 위해서는 실리콘 음극재가 그 해답으로 주목받고 있어, 업계 일각에서는 소재 구조의 안정성을 높이는 기술 개발을 통해 2030년까지 음극재에 실리콘을 혼합하는 비중을 5%에서 30%까지 확대해 나갈 것으로 내다보고 있습니다. 실리콘 음극재 시장 또한 연평균 34%의 성장률을 보일 전망이라고요.

이에 따라 포스코그룹은 차세대 제품인 실리콘 음극재의 생산 밸류체인을 구축하고자 그룹 내 연구 역량을 결집해 개발에 힘써 오고 있습니다. 포스코홀딩스는 자회사인 포스코실리콘솔루션을 설립했고, 포스코홀딩스 미래기술연구원과 포스코퓨처엠은 함께 힘을 모아 2030년까지 3만 5천 톤 규모의 실리콘 음극재 양산 체제를 구축해 나갈 계획입니다.

인프라의 힘으로 차세대 음극재 끝판왕인 리튬메탈 음극재 양산에 나선다

실리콘 음극재와 비슷하게 흑연 대비 10배 이상의 에너지 밀도를 자랑하지만, 그 잠재력은 훨씬 크다고 평가받는 또 다른 차세대 음극재 소재가 있습니다. 바로 리튬메탈 음극재입니다. 리튬은 지구에서 가장 가벼운 금속으로, 이런 리튬을 사용해 배터리를 만든다면 무게가 가벼워져 전기차의 연비 향상에 도움이 되기 때문에 리튬메탈 음극재는 차세대 음극재 시장의 끝판왕으로 불리고 있습니다.

포스코그룹은 순도가 높고 불순물이 적은 아르헨티나 염호를 보유하고 있어 리튬을 음극재로 쓰기 위해 필요한 순도를 높이고 불순물을 제거해 주는 데 유리합니다. 또한 세계 최고 수준의 리튬 정제 기술을 갖고 있기도 하죠. 아울러 압연, 도금 과정에서 쌓아온 독자적 기술인 Roll-to-Roll 공법을 이용해 리튬의 두께를 얇게 만들고 폭을 넓히는 초극박화 과정을 무리 없이 소화할 수 있다는 가장 큰 장점을 갖고 있습니다. 포스코그룹은 이러한 기술들을 집약하고 꾸준히 개발해 차세대 배터리에 적합하면서도 경제성 있는 리튬메탈 음극재를 양산하는 기업으로 발돋움해 나갈 것입니다.

▼ 포스코그룹의 음극재 생산 경쟁력 영상으로 확인하기 ↓

철에는 판타지가 있다

올해 포항제철소 1기 종합준공 50주년이라는 뜻깊은 해를 맞아 포스코가 야심 차게 공개한 판타스틸 캠페인은 대중들에게 철의 가치와 친환경성을 알리고자 특별 기획한 캠페인입니다. 포스코가 보유한 우수한 기술과 철강 제품을 게임 속 판타지와 연결한 스토리텔링으로 화제를 모은 1편 ‘신(新)철기시대의 서막’에 이어 최근 공개된 2편 ‘그린스틸이 만든 미래’편도 폭발적인 조회 수를 기록하며 1편의 뜨거운 열풍을 잇고 있는데요. 대중들의 호기심을 자극하고 철강인들의 가슴을 웅장하게 만든 판타스틸 캠페인을 소개합니다.

▲’신철기시대의 서막 편’ 광고영상 갈무리

철의 가치와 소중함을 소재로 제작한 1편 ‘신(新)철기시대의 서막’은 평화롭던 판타스틸 왕국을 위협하는 악(惡)의 무리, 크리처들에 맞서 싸우는 인류의 노력을 담은 스토리입니다. 판타스틸 왕국이 보유한 기존의 철은 무겁고 약해서 크리처들의 거센 공격을 막기에 역부족이었지만, 기적처럼 나타난 포스코의 신비한 제철기술을 전수받으며 전쟁의 전황을 바꾸고 결국 승리하게 된다는 서사인데요.

1편에서는 기가스틸·멀티머티리얼·불연컬러강판(포스맥)·고망간강 등 포스코의 우수한 철강제품을 전투 기술과 게임 아이템으로 절묘하게 표현해내 세간의 이목을 끌었습니다. 화려한 영상미와 웅장한 스케일로 철강업 광고의 새로운 장을 연 판타스틸 신철기시대의 서막 편을 놓치지 말고 꼭 확인해 보세요!

▲’그린스틸이 만든 미래 편’ 광고영상 갈무리

이달 론칭한 2편 그린스틸이 만든 미래는 포스코의 신비한 제철 기술로 승리를 거둔 판타스틸 왕국의 미래 모습을 담았습니다. 악의 무리가 휩쓸고 간 황폐해진 세상을 포스코의 친환경 제철기술로 복원해 내자 깨끗한 하늘과 푸른 숲, 다양한 생명체들이 공존하는 평화로운 세상으로 변화하는 기적이 일어나는데요.

영상에는 수소환원제철기술 하이렉스, 친환경 마스터 브랜드 그리닛 등 녹색지구를 만들어나가는 포스코의 탄소중립 추진 노력과 의지를 자연스럽게 녹여 냈습니다. 1편과 사뭇 다른 분위기로, 복원된 미래 세상의 아름다운 자연환경을 담아낸 2편 영상도 많은 관심 부탁드립니다.

판타스틸 1편 ‘신(新)철기시대의 서막’ ↓

판타스틸 2편 ‘그린스틸이 만든 미래’ ↓

오늘은 특별히, 포스코이앤씨에서 근무 중인 두 임직원이 직접 ‘이야기꾼’으로 나섰는데요. 열정과 호기심 가득한 사원들을 초대해 꼬리에 꼬리를 무는 이앤씨 이야기를 생생하게 나눠봤습니다.

포스코이앤씨는 2018년 베트남 LSP(Long Son Petrochemicals)와 손잡고 연간 160만 톤의 석유화학제품 원료를 생산할 수 있는 베트남 최대 규모의 석유화학단지 건설 사업에 참여해 부지/항만 조성 공사와 석유화학제품 저장탱크 31기 건설 공사를 맡아 수행했는데요. 결코 쉽지만은 않은 프로젝트였습니다. 1년 내내 무덥고 습한 날씨와 5개월가량 이어진 집중 우기로 공사는 차질을 빚기 일쑤였고, 직원들은 코로나19 팬데믹이란 특수 상황까지 이겨내야 했죠.

당시 베트남은 코로나 감염 확산을 막고자 모든 입출국을 봉쇄했기에 일상 업무는 물론, 공사용 자재와 장비의 반입도 중단될 정도로 전체 건설 공정이 영향을 받을 수밖에 없었습니다. 하늘 길이 막힌 동안 안타까운 사연도 전해졌는데요. 플랜트사업본부 박상현 과장은 태어난 아기와 1년이 지난 돌이 되고 나서야 상봉할 수 있었다고요. 하지만 이런 어려운 여건 속에서도 직원들은, 돌파구를 찾아 나가며 힘을 하나로 모았고 그 결과 프로젝트를 성공적으로 일궈냈습니다.

성공 스토리는 여기서 끝이 아닙니다. 포스코이앤씨가 보유한 빛나는 기술력으로 공사 기간과 품질, 두 마리 토끼를 모두 잡을 수 있었는데요. 한번 자세히 살펴볼까요?

한편, 프로젝트를 성공적으로 이끈데 가장 큰 역할을 한 건 어려운 공사 여건 속에서도 프로젝트에 참여한 고객, 현지 컨소시엄사 그리고 본부간의 ‘원팀(One Team)정신’이었습니다. 특히, 항만공사 시 발생하는 준설토의 해양 투기 인허가 문제로 7개월 이상의 공사 지연을 맞을 뻔한 상황에서도 고객·부서 간의 환상적인 팀워크는 적극 발휘됐습니다.

포스코이앤씨는 준설토 투기 인허가가 지연되자 항만 건설에 필요한 파이프  랙(Pipe Rack)을 현장 인근의 현지 컨소시엄사 야드(yard)에서 사전 조립해 공급하는 모듈러 공법을 활용하는 발상의 전환을 꾀한 건데요. 그 자세한 과정을 소개합니다!

모두가 한마음 한 뜻으로 합심해 기적을 일군 베트남 최대 규모의 석유화학단지 건설 프로젝트! 포스코이앤씨는 기존 공사 지연 기간 7개월을 만회했을 뿐만 아니라, 오히려 공사 기간을 2개월 단축해 적기 준공하는 성과를 이뤄냈습니다.

「베트남 LSP 프로젝트 上편」↓

「베트남 LSP 프로젝트 下편」↓

포스코에는 임직원 근무 환경을 개선하는 다양하고 유용한 복지제도가 있습니다. 최근에는 포스코A&C가 모듈러 공법과 기존RC 공법을 비교해 설계한 쌍둥이 건물, 기가타운을 선보였는데요. 모듈러 공법은 공장에서 미리 집 구조물을 만들고 현장으로 가져와 조립하는 공법으로, 각광을 받고 있습니다.

제철소가 있는 광양에서 ‘국내 최고층 모듈러 공법 건물 준공’이라는 타이틀을 차지한 기가타운! 현재 입사 5년 차 미만 직원이 거주하는 직원 생활관으로 사용되고 있는데요.

기가타운 건축 설계 담당자인 과장님과 함께 모듈러동에 거주 중인 광양 생산기술부 생산시스템섹션 조수원 사원을 만나 생생한 실거주 소감을 들어봤습니다. 함께 랜선 집들이 현장으로 떠나볼까요?

조수원 사원이 말하는 모듈러 동의 가장 큰 장점은 일명 ‘갑툭튀 기둥’이 없어 공간 활용도가 높다는 점인데요. 이는 라멘 구조 스틸 기둥을 사용, 벽체와 기둥을 일체화한 덕분입니다.

모듈러 동의 또 다른 자랑, 포스코스틸리온 컬러 강판으로 이루어진 거실과 화장실입니다. 거실엔 일반 벽지 대신 시스템월을 만들어 자석 메모보드 및 액자 부착이 가능해 조수원 사원도 아주 유용하게 사용하고 있다고 하네요! 화장실 또한 일반 타일이 아닌 강판으로 마감되어 물때나 곰팡이가 끼지 않아 유지 관리에 효율적이랍니다!

입주 전 진행한 방 배정 추첨에서 선호했던 모듈러동에 당첨된 조수원 사원! 기가타운 실 거주 만족도를 묻는 질문에 5점 만점을 주었네요!

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랜선 집들이 어떠셨나요? 광양 시내가 한눈에 보이는 루프탑! 옥상정원도 조성돼 있어 직원들이 휴식을 취하기에도 안성맞춤인 기가타운! 포스코는 앞으로도 지역에서 ‘열 일’하는 임직원에게 기가타운을 숙소로 제공할 예정인데요. 기가타운의 더 많은 볼거리가 궁금하시다면, 영상 풀버전을 확인하세요!

 

영상 풀버전 ↓