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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포스코그룹은 안전과 탄소중립 실천에 기여하는 기술을 개발하고자 최선을 다하고 있습니다. 더 나은 사회를 만들어가는 포스코그룹의 우수한 신기술을 소개합니다. 포스코그룹 신기술에 대한 수다를 계속 이어가는 기술+잇+수다, 지금 시작합니다! 이번 편에서는 포스코퓨처엠의 인조흑연 음극재 국산화 기술을 알아봅니다.

연필심으로 친숙한 흑연은 고온을 견뎌야 하는 전로의 내화물 등 다양한 산업적 용도를 가지고 있는데요. 전기차용 리튬이온배터리의 수명과 충전성능을 결정하는 음극재의 핵심원료이기도 합니다.

포스코퓨처엠은 국내에서 유일하게 이차전지 핵심소재인 양극재와 음극재를 함께 생산하는 기업입니다. 천연흑연을 원료로 만드는 천연흑연 음극재를 생산 중이었는데, 이에 더해 인조흑연 음극재 생산 기술 개발에도 성공했습니다. 포스코퓨처엠의 인조흑연 음극재 제조 기술은 원료인 침상코크스를 3,000℃ 이상의 고온에서 가공해 음극재로 만드는 기술인데요. 국내 최초로 인조흑연 음극재 생산 기술을 개발해 국산화에 성공함으로써 국내 이차전지 산업 경쟁력을 높이고 있는 포스코퓨처엠, 왜 인조흑연 국산화 기술을 개발했으며 이 기술 개발 성공은 어떤 변화를 가져왔을까요?

포스코퓨처엠은 제철공정에서 발생하는 부산물인 콜타르를 음극재의 원료로 활용할 수 있다는 점에 주목하고 음극재 사업에 진출했는데요. 지속적인 기술개발로 2011년 국내에서 유일하게 천연흑연 음극재를 생산하는 기업으로 성장했습니다.

그동안 해외에서 음극재를 수입하던 국내 기업들의 주문이 쇄도하면서 포스코퓨처엠은 천연흑연 음극재의 생산능력을 확대하고, 인조흑연 음극재 등 제품군 확대에 나섰습니다. 인조흑연 음극재의 경우 배터리 수명과 고속충전에 유리해 시장의 선호도가 높지만, 원료가격이 높아 사업화에 어려움이 있다 보니 국내에서 생산하는 기업이 없어 수입에 의존했기 때문입니다. 2014년 6월 포스코퓨처엠이 인조흑연 음극재를 1차 개발하는데 성공한 시기, 전기차 시장의 급속한 성장과 함께 인조흑연 음극재의 사용량도 증가함에 따라 인조흑연 음극재를 생산하기에 적기라고 판단하고 시장 변화에 능동적으로 대응하기 위해 기술 개발에 박차를 가했습니다.

인조흑연은 천연흑연 제품과 비교했을 때 공정이 길고 복잡해 생산 과정에서 품질을 관리하기가 상대적으로 어려운데요. 포스코퓨처엠은 전 공정을 완전히 내재화하고 스마트팩토리 공정을 도입해 제조비용을 절감했을 뿐 아니라 실시간 품질 관리로 고객의 신뢰도 지킵니다.

인조흑연 음극재 생산 공정을 자세히 살펴볼까요? 인조흑연 음극재의 원료는 제철공정에서 부산물로 발생하는 콜타르를 가공해 만든 침상코크스입니다. 우선 침상코크스의 입자 크기를 조절하는 분쇄 과정에서 침상코크스와 피치 등을 혼합하는 공정, 생산성을 높이고자 흑연화 전에 원료를 먼저 탄화시키는 공정인 예비탄화과정을 거칩니다. 그 후 3000℃ 이상에서 열처리해 원료를 인조흑연으로 바꾸고, 인조흑연 표면을 피치로 균일하게 코팅하는 표현처리를 해줍니다. 이후 탈철 등 후처리한 최종 제품을 포장해 완성하는 과정까지가 인조흑연 음극화 국산화 기술이라고 볼 수 있습니다.

이중 특히 흑연화는 원료인 침상코크스를 3,000℃ 이상의 고온으로 열처리하는 과정으로, 음극재의 품질과 성능을 결정하는 가장 핵심적인 공정이며 가장 중요한 기술입니다. 원료의 종류와 양에 따라 공정 조건을 최적화하는 노하우가 중요한데, 포스코퓨처엠만의 흑연화 공정기술을 활용합니다.

이렇게 제조한 포스코퓨처엠의 인조흑연 음극재는 구조적 안정성이 높고 불순물 함량이 낮아 배터리 수명이 늘어나고 등방형 구조로 리튬이온의 이동속도가 빨라 고속충전에 유리하다는 강점이 있습니다.

흑연화공정은 혼합한 원료를 도가니에 담아 흑연화로에 넣고, 3,000℃ 이상에서 열처리해 흑연으로 만드는 공정입니다. 일반적으로 흑연화로에 도가니를 투입하고 배출할 때 사람이 직접 로(爐) 안에 들어가 크레인 연결 등 여러 가지 작업을 하는데요.

포스코퓨처엠은 조업자의 안전을 고려해 자체 기술로 자동화 설비를 설계해 흑연화공정을 자동화했습니다. 강한 공기압력이 흐르는 파이프로 원료를 이송하고, 로봇이 도가니에 원료를 충진해 흑연화로에 투입합니다. 3,000℃ 가 넘는 고온에서 열처리한 인조흑연은 로봇이 회수해 파이프로 공기 이송하고, 코팅 등 후처리 공정을 거칩니다.

인조흑연 음극재의 원료인 침상코크스는 자회사인 포스코MC머티리얼즈로부터 공급받습니다. 포스코MC머티리얼즈에서는 제철공정 중 코크스 제조 시 부산물로 발생하는 콜타르를 고온 건류해 침상코크스를 생산합니다. 따라서, 인조흑연 국산화 기술 완성으로 포스코는 제철 부산물 시장을, 포스코퓨처엠은 원료를 안정적으로 확보할 수 있게 됐습니다. 인조흑연 국산화 기술은 자원순환에 보탬이 되고, 포스코그룹의 밸류체인 시너지 효과를 선도합니다.

포스코퓨처엠은 지속적인 기술 개발과 기술 고도화로 현재 8만 2,000톤의 음극재 생산능력을 2025년 12만 4,000톤, 2030년 37만 톤까지 확대할 계획입니다. 2030년에는 천연흑연 음극재 18만 2,000톤, 인조흑연 음극재 15만 3,000톤, 실리콘 음극재 3만 5,000톤 등으로 생산능력을 고도화해 중국 외 글로벌시장에서 1위를 유지하는 것을 목표로 하고 있습니다.

포스코퓨처엠은 2022년 12월 미국GM과 LG에너지솔루션의 배터리 합작사인 얼티엄셀즈와 약 9,393억원 규모로 인조흑연 음극재 공급계약을 체결했습니다. 공급기간은 2023년부터 2028년까지 총 6년인데요. 이는 국산화에 이은 인조흑연 음극재의 해외 첫 수출 사례입니다. 포스코퓨처엠은 미국 인플레이션감축법 시행에 따른 배터리 업계의 공급망 확대 등 지속적으로 증가하는 글로벌 수요에 선제적으로 대응해 인조흑연 음극재 시장에서 주도권을 확보해 나갈 계획입니다.

수명과 초고속 충전 능력에 날개를 단 포스코퓨처엠, 앞으로도 인조흑연 음극재 시장의 프론티어로서 앞서나갈 것입니다.

l 전기차 배터리의 핵심소재, ‘음극재’

배터리 산업의 메가 트렌드는 크게 세 가지로 말할 수 있다. 바로 배터리의 장수명화, 전기차 보급 확대를 위한 고속 충전, 주행가능거리 확대를 위한 고용량화이다. 지난 시리즈에서 다뤘던 양극재가 전기차의 주행거리와 배터리 출력을 좌우한다면, 양극재만큼이나 전기차 배터리에서 중요한 소재가 바로 음극재다. 전기차 배터리의 충전 속도와 수명을 결정하기 때문이다.

배터리 재료비 원가 비중의 약 14%를 차지하는 음극재는 양극에서 나온 리튬이온을 저장했다가 방출하면서 외부 회로를 통해 전류를 흐르게 하는 역할을 한다. 충전 시에는 리튬이온이 양극에서 음극으로 이동해 음극재의 소재인 흑연의 층 사이사이로 들어가면서 흑연이 팽창해 부피가 늘어나게 된다. 다시 말해, 흑연의 팽창은 시간이 지날수록 구조 변화를 일으켜 배터리의 용량이 줄어드는 원인이 된다. 최근 배터리 업계는 고용량 배터리에 대한 시대적 요구에 맞춰 차세대 음극 소재 개발을 앞다퉈 진행하고 있다.

현재 음극재는 규칙적인 층상구조로 쌓여있는 흑연을 주로 사용하고 있으며, 크게 천연흑연과 인조흑연으로 나뉜다. 천연흑연은 리튬이온을 보관할 수 있는 가장 안정적이면서 저렴한 재료였으나, 사용 중 팽창 문제로 구조적 안정성이 점차 떨어지자 이를 개선한 인조흑연의 사용 비중이 점차 높아지는 상황이다. 인조흑연은 3000℃ 이상의 고온열처리를 통해 만들어져 천연흑연에 비해 결정성이 높고 구조가 더 균일해 안정성이 높다. 다만 석유계피치나 콜타르 원료를 가공해 침상코크스를 만들고, 침상코크스를 분쇄한 뒤에 뭉쳐서 가열하는 등의 추가 제조공정으로 가격이 비싸다.

흑연은 탄소 원자 6개당 리튬이온 한 개가 저장되지만, 실리콘은 원자 4개당 리튬이온 15개가 저장되는 구조를 갖기 때문에 실리콘 기반 음극재 단위 에너지 용량이 흑연보다 약 10배가량 높다. 결국 실리콘 음극재는 흑연계 음극재보다 고용량 · 고출력의 성능을 가지고 있어 전기차 배터리의 주행거리를 혁신적으로 늘리는 차세대 소재로 주목받고 있다.

l 몸값 높아지는 실리콘 음극재

시장조사업체 SNE리서치가 19일 발표한 ‘리튬이차전지 음극재 기술동향 및 시장전망’ 보고서에 따르면 2019년 기준 전체 음극활물질 수요량은 약 19만 톤이다. 보고서는 2025년까지 전체 음극활물질 수요량이 약 136만 톤으로 연평균 39% 성장할 것으로 전망했다. 이 가운데 가장 높은 비중을 차지하는 인조흑연은 2019년 53%에서 2025년 60%로 소폭 증가할 것으로 보인다. 두 번째로 높은 비중을 차지하는 천연흑연은 43%에서 28%로 비중이 다소 감소하지만, 여전히 인조흑연에 이어 가장 많이 사용되는 음극활물질이 될 것으로 보인다.

이때 주목할 만한 점은 음극재 시장 수요 비중에서 가장 낮은 비율로 차지하는 실리콘 음극재를 오는 2025년 11% 성장으로 전망한 것이다. 높은 에너지밀도를 기반으로 전기차 주행거리를 확보하는 것이 전기차 시장이 당면한 과제로서 실리콘 음극재의 전지 내 사용 비중은 점차 높아질 것이란 얘기다.

실리콘 음극재는 기존 흑연계 음극재보다 에너지밀도가 약 10배 높아 전기차의 주행 거리는 늘리고, 급속 충전 설계가 쉬워 충전 속도를 단축할 수 있다는 장점이 있다. 게다가 실리콘은 친환경적이고 지구상에 풍부하게 존재해 경제적인 소재이기도 하다. 이 같은 장점에도 불구하고 실리콘 음극재는 배터리 충전 시 4배가량 팽창하는 문제와 팽창한 음극이 방전할 때 이전과 같은 형태로 돌아오지 않는다는 위험성이 있다. 배터리 업계는 실리콘 구조 안정화를 위한 연구 개발을 진행하고 있으며, 배터리의 부피 팽창 부작용을 어떻게 빨리 개선하느냐가 시장 주도권을 확보할 수 있는 포인트가 될 것이라 보고 있다.

l 음극소재 국산화에 나서는 포스코케미칼

전기자동차 및 에너지 저장산업 성장에 따라 음극재 수요가 계속 늘어날 것으로 전망하는 가운데, 중국이 전 세계 대부분의 흑연이 매장되어 있을 뿐 아니라 생산과 공급을 점유해 전 세계 음극재 시장 72%를 차지하는 독보적인 입지를 자랑한다. 중국의 주요 음극재 생산 기업은 베이터뤼(BTR), 즈천과기(Zichen), 산산과기(Shanshan) 등이 있다. 일본 기업으로는 히타치(Hitachi)와 미쓰비시(Mitsubishi)가 있고, 우리나라는 현재 포스코케미칼이 국내 유일하게 천연흑연 기반 음극재를 양산공급하고 있다. 배터리 제품보다 핵심 소재에서 생기는 부가가치가 더 크다는 점을 감안하면 소재 국산화가 시급한 시점이다.

이에 포스코케미칼은 흑연 공급망을 확보해 음극소재 국산화 및 대한민국 배터리 산업 경쟁력 강화에 힘쓰고 있다. 특히, 국내 최초로 인조흑연 음극재 생산체제를 구축하기 위해 블루밸리산업단지에 연산 8,000톤 규모 인조흑연 음극재 1단계 공장을 착공했다. 종합 준공될 시 포스코케미칼은 연산 1만 6,000톤 규모 인조흑연 음극재 생산 능력을 갖추게 되며, 이는 고성능 전기차 기준 약 42만 대에 공급 가능한 양이다.

이에 그치지 않고 포스코케미칼은 천연흑연과 인조흑연의 강점을 모두 살린 저팽창 음극재를 독자 개발하며 차세대 음극재 개발에도 힘을 쏟고 있다. 저팽창 음극재는 천연흑연을 활용해 제품 가격은 낮추고 팽창 방지를 위한 소재 구조를 개선해 인조흑연 수준으로 충전 시간을 단축하고 수명은 늘린 소재다.

한편, 포스코그룹(포스코홀딩스)은 지난 7월 실리콘 음극재 전문 기업 테라테크노스를 인수했다. 테라테크노스는 2017년부터 연속식 SiOx 제조 기술을 개발해온 국내업체다.

SiOx는 나노실리콘 입자 위에 산화물계 실리콘을 합성하여 실리콘의 팽창을 최소화한 음극재로, 테라테크노스는 SiOx제품의 연속제조공정 기술을 보유한 것으로 알려져 있다. 포스코홀딩스는 최근 인수한 테라테크노스의 사명을 포스코실리콘솔루션으로 바꾸고 계열사로 편입시켰다. 앞으로 포스코케미칼이 축적한 음극재 양산 노하우를 바탕으로 음극재 사업을 확장해 나갈 방침이다.

포스코실리콘솔루션은 SiOx 음극재 사업화를 위해 국내 배터리 업계와 SiOx 샘플 제품을 테스트하고 있으며, 앞으로 포스코케미칼과 협력해 제품 고도화 및 양산에 나설 예정이다. 소재 업계 관계자는 “이미 흑연 음극재를 양산하고 있는 포스코케미칼이 SiOx 음극재까지 양산한다면 음극재업체로서 종합적인 포트폴리오를 구축하게 됨으로써 경쟁력이 한층 올라갈 것”이라고 말했다.

국내에서 유일하게 음극재와 양극재를 동시 생산하는 포스코케미칼은 △인조흑연 음극재의 장수명화 △저팽창 천연흑연 음극재 생산능력 확대 △전기차 주행거리 향상을 위한 실리콘 음극재 양산 △전고체 배터리 시대를 열어갈 리튬메탈 음극재 개발까지 ‘소재의 힘’으로 글로벌 전기차 산업의 고도화를 주도해 나갈 것으로 기대된다.

l 주행성능이 향상된 배터리 등장

불과 몇 년 전과는 달리 요즘 도로에서 전기차를 종종 볼 수 있다. 최근 출시된 전기차들은 1회 충전에 평균 300km까지 운행이 가능하며, 하루가 다르게 주행거리가 계속해 늘고 있다. 멀지 않은 시대에 1회 충전으로 평균 600km 이상 주행하는 전기차 시대는 곧 도래할 것이다.

국내 배터리 제조사들은 ‘에너지 밀도’ 높이기 위해 치열하게 경쟁 중이다. 동일한 부피와 무게를 가진 배터리라도 에너지 밀도가 높으면 전기차의 주행거리를 늘릴 수 있기 때문이다. 이에 업계는 에너지 밀도를 결정하는 니켈의 함량을 80~90%까지 높인 ‘하이니켈’ 배터리를 적극적으로 개발하고 있다.

니켈 90%의 하이니켈 배터리를 탑재하면 1회 충전으로 평균 600km 이상 주행이 가능해지는데, 서울과 부산(직선거리 기준 약 300km) 왕복이 가능하다는 얘기이다. 이런 장점으로 인해 배터리 업계에서는 NCMA 배터리의 채택 확대와 `하이니켈 배터리`로의 전환이 가속화할 것으로 보인다. 단, 니켈 함량이 높을수록 충방전 과정에서 구조적 불안정이 발생하여 배터리 수명이 저하될 수 있기 때문에, 수명특성이 우수한 하이니켈 배터리 생산 여부가 바로 배터리 제조사의 기술경쟁력을 설명한다고 할 수 있겠다.

l 배터리용 니켈 수요 확대

니켈은 전성과 연성이 매우 우수하고 대부분의 환경에서 내식성을 가질 뿐만 아니라, 고온 및 저온 강도 또한 우수한 특성을 지닌다. 이에 현재 니켈이 가장 많이 사용되는 분야는 스테인리스스틸(STS)이다. 스테인리스스틸에 녹이 스는 것을 방지하는 역할을 해주기 때문이다.

지금까지 니켈의 소비 비중은 스테인리스스틸용 80%, 이차전지용 7%이었지만, 전기차 시장의 폭발적인 성장에 따라 2차전지용의 수요가 점차 증가하는 추세다.

SNE리서치에 따르면 세계 배터리용 니켈 수요가 금속 기준 2022년 38만 5000톤에서 2025년 84만 1000톤, 2030년 237만 톤으로 올해보다 각각 2배, 6배 증가할 것이라고 예상하고 있다. 시장 규모로 보면, 2022년 77억 400만 달러에서 2025년 185억 1100만 달러, 2030년 710억 8800만 달러로 커진다는 얘기다.

l 2차전지용 고순도니켈 필요성 대두

니켈의 종류는 순도에 따라 고순도 니켈인 Class 1 니켈(순도 99.8% 이상)과 Class 2 니켈(순도 99.8% 이하)로 구분된다. 짧은 전기차 주행거리를 증가시킬 수 있는 고용량 배터리의 필요성이 대두되자, Class 1 니켈이 배터리 양극재의 원료로 수요가 빠르게 증가하고 있다. 배터리 양극재에 투입되는 니켈 함량이 높을수록 고용량 배터리를 만들 수 있어서다.

하지만 Class 1 니켈은 전체 니켈 생산량의 35%를 밑돌 정도로 생산량이 적어 공급 부족이 우려되는 상황이다. 이에 각 기업들은 Class 1 니켈, 특히 배터리 양극재용 니켈 공급망 확보와 대체 방안을 모색하고 있다.

니켈은 주로 인도네시아, 필리핀, 러시아에서 생산되고 있다. 특히, 인도네시아가 적극적인 투자유치와 중국의 대규모 투자가 맞물리면서 전 세계 니켈의 20% 보유하는 세계 1위 생산국으로 부상했다. 하지만 인도네시아가 2020년 자국 제조업 보호를 위해 광석 수출 금지를 발표해 공급의 난항이 예상된다. 더군다나 전 세계 니켈의 10%를 생산하는 러시아발 사태로 인해 니켈 가격은 더욱 급등한 상황이다.

앞으로 전기차와 친환경 에너지 시장의 확대로 니켈의 수요는 2020년 대비 2040년 약 20배까지 상승할 것으로 예측돼, 공급 위험성이 여전히 높은 수준으로 자리할 것이다. 자원빈국임에도 불구하고 주력 산업이 핵심광물에 의존하고 있는 우리나라에게는 해외 수입원의 안전한 확보와 확대가 절실한 때이다.

l 포스코의 생산능력 확보를 위한 노력

포스코의 경우 급증하는 전기차 배터리 수요에 대응할 수 있도록 기존 스테인리스스틸용 니켈 일부를 배터리용 고순도 니켈로 전환하는 투자를 진행하고 있다. 스테인리스스틸용 니켈을 배터리용 니켈로 전환하는 과정은 크게  2단계로 이뤄진다. 먼저 포스코 그룹사 에스엔엔시(SNNC)가 스테인리스 원료로 사용하는 페로니켈에서 철을 제거하는 공정을 거쳐 니켈 순도가 75%인 니켈매트*를 만든 후, 포스코가 이 니켈 매트를 습식정제해 순도 99.9% 이상의 배터리용 고순도니켈을 생산하는 구조다. 오는 2023년까지 연간 2만 톤(t) 규모(전기차 50만 대에 공급할 수 있는 규모)의 전기차 배터리용 니켈을 생산하는 공장을 국내에 구축할 계획이다.
* 니켈매트: 니켈을 제련해서 만들어지는 중간생산물로 니켈 함량 70~75% 포함

▲ 호주 레이븐소프 니켈광산 전경

또한, 포스코는 호주, 인도네시아 등의 글로벌 니켈사와 합작해 생산능력을 확충해 나갈 방침이다. 지난 2021년에 호주의 니켈 광업·제련 전문 회사인 레이븐소프 지분 30% 인수하면서 니켈의 글로벌 공급망을 안정적으로 확보할 수 있게 됐다.

국내 생산과 국외 투자를 통해 포스코는 전기차용 배터리의 핵심 원료인 리튬과 니켈, 흑연 등 원료부터 양극재와 음극재까지 모두 공급 가능한 국내 유일 회사로서 2차전지 소재 밸류체인 경쟁력을 향상시킬 것으로 기대된다.

포스코그룹이 30일 전남 율촌산업단지에 이차전지 리사이클링 공장을 착공했다.

착공식에는 정창화 포스코 신성장부문장, 송상락 광양만경제자유구역청장, 이건섭 전라남도 일자리경제본부장, 박현식 여수부시장, 김경호 광양부시장, 전창곤 여수시의회의장, 진수화 광양시의회의장, GS에너지 허용수 사장, LG에너지솔루션 장승세 전무, 포스코케미칼 민경준 사장, 포스코HY클린메탈 지우황 대표이사 등 50여 명이 참석했다.

정창화 포스코 신성장부문장은 기념사에서 “포스코가 중국 화유코발트와 합작해 설립한 포스코HY클린메탈은 폐전지에서 이차전지소재의 필수 원료인 니켈, 리튬 등을 추출해 판매하는 친환경 이차전지 리사이클링 사업으로 포스코그룹의 미래 성장동력이 될 것이다”라며, “향후 지속적인 투자와 기술개발을 통해 글로벌 이차전지소재 공급사로서 입지를 굳건히 하겠다”고 말했다.

포스코HY클린메탈이 착공한 공장은 전남 율촌산업단지 내 60천㎡ 부지에 1,200억 원을 투자해 건립되며, 2022년 하반기 준공을 목표로 하고 있다. 연간 1만 2천 톤 규모의 *Black Powder에서 니켈, 리튬, 코발트 등을 추출하게 된다.
^*Black Powder: 리튬이온배터리 스크랩을 파쇄 및 선별 채취한 검은색의 분말로 니켈, 리튬, 코발트, 망간 등을 함유

폐전지 스크랩에서 이차전지 소재를 추출하는 자원순환 친환경 리사이클링 시장은 전기차 성장과 함께 2040년 28조 원 규모에 이를 전망으로, 포스코그룹은 향후 시장 상황에 따라 추가 증설도 계획하고 있다.

포스코는 올해 3월 유럽 이차전지 공장의 폐전지 스크랩을 Black Powder로 가공하는 *PLSC 법인을 폴란드에 설립했으며, 지난 5월에는 광물 정련•정제에 세계적 기술을 보유한 중국 화유코발트사와 65:35 비율로 합작해 Black Powder에서 니켈, 리튬 등을 추출하는 공정을 담당하는 포스코HY클린메탈을 설립한 바 있다.
^*PLSC : Poland Legnica Sourcing Center

한편 이차전지소재 핵심 원료인 리튬, 니켈, 흑연 공급부터 양•음극재 생산까지 이차전지소재 밸류체인 경쟁력을 보유한 포스코그룹은 2030년까지 리튬 22만 톤, 니켈 10만 톤을 자체 공급해, 2030년까지 양극재 40만 톤, 음극재 26만 톤 생산체제를 구축함으로써 이차전지소재 부문에서 매출액 연 23조 원을 달성할 계획이다.

▲ 포스코HY클린메탈 이차전지 리사이클링 공장 착공식에서 시삽을 하고있다. (왼쪽부터 지우황 포스코 HY클린메탈 대표이사, 진수화 광양 시의회 의장, 전창곤 여수 시의회 의장, 김경호 광양부시장, 박현식 여수부시장, 이건섭 전라남도 일자리경제본부장, 송상락 광양만권경제자유구역청장, 정창화 포스코 신성장부문장, 허용수GS에너지 사장, 장승세 LG에너지솔루션 전무, 유성 RIST 원장, 민경준 포스코케미칼 사장, 이강명 성일하이텍 사장, 궈스란 포스코HY클린메탈 기술이사)

▲ 포스코리튬솔루션 광양공장 착공식에서 시삽을 하고있다(왼쪽부터 포스코케미칼 민경준 사장, 포스코 정창화 신성장부문장, 포스코건설 김민철 플랜트사업본부장, LG에너지솔루션 김명환 사장, 포스코 최정우 회장, 전남도지사 김영록, 국회의원 서동용, 광양만권경제자유구역청장 김갑섭, 광양부시장 김경호 , RIST 유성 원장)

포스코(회장 최정우)가 26일 광양 율촌산업단지 내 연산 4만3천톤 규모의 수산화리튬 공장을 착공했다.

착공식에는 포스코 최정우 회장, 김영록 전남도지사, 서동용 국회의원, 김경호 광양부시장, 김갑섭 광양만경제자유구역청장, LG에너지솔루션 김명환 사장, 포스코케미칼 민경준 사장 등 50여명이 참석했다.

이 날 착공은 지난 4월 포스코 이사회 승인에 따른 것이며, 이후 광석에서 수산화리튬을 추출해 생산하는 포스코리튬솔루션이 별도 법인으로 출범한 바 있다.

최정우 포스코 회장은 기념사에서 “전기차 시대에 대비해 이차전지소재사업을 그룹 차원의 새로운 성장동력으로 선정하고 선제적인 투자와 기술혁신으로 리튬을 양산하게 됐다”며, “리튬 국산화는 포스코그룹이 100년 기업으로 성장하기 위한 중요한 토대이자, 글로벌 시장에서 치열하게 경쟁하고 있는 국내 이차전지산업의 경쟁력 확보에도 크게 기여할 것으로 기대된다”고 말했다.

포스코리튬솔루션이 착공한 공장은 광양 율촌산업단지 내 196천㎡ 부지에 7,600억원을 투자해 건립되며, 2023년 준공을 목표로 하고 있다. 리튬 광석은 호주 필바라사 등으로부터 공급 받을 예정이다.

수산화리튬은 전기차 주행거리를 증대시키는데 중요한 역할을 하는 니켈 함유량 80% 이상의 양극재에 쓰이는 주원료이며, 4만3천톤의 수산화리튬은 전기차 100만대 생산이 가능한 규모다.

양극재의 원료로 사용되는 리튬은 탄산리튬과 수산화리튬으로 나뉘는데 그동안 이차전지업계에서는 탄산리튬을 주원료로 하는 양극재를 주로 생산해왔으나, 전기자동차의 주행거리를 늘리기 위한 이차전지 기술이 발전하면서 니켈 함유량 80% 이상의 양극재가 개발되고 이에 쓰이는 수산화리튬의 수요가 점차 늘어나고 있는 추세다.

향후 포스코리튬솔루션의 안정적인 리튬 소재 공급으로 리튬을 중국 등에서 100% 수입해 양극재를 생산하던 국내 이차전지 산업의 경쟁력도 강화될 것으로 기대된다.

한편 포스코는 최근 아르헨티나에서 리튬 매장량이 확인된 염호에서도 연산 2만5천톤 규모의 공장을 현지에 연내 착공할 예정이며, 향후 광석 및 염수 리튬 추출 사업에 중장기적인 투자를 통해 2023년까지 연 7만톤, 2026년까지 연 13만톤, 2030년까지 연 22만톤의 리튬 생산체제를 구축한다는 방침이다.

▲호주 레이븐소프사의 니켈광산 전경

포스코가 호주의 니켈 광업 및 제련 전문회사 지분을 인수키로했다.

포스코는 19일 호주의 니켈 광업 및 제련 전문회사 ‘레이븐소프(Ravensthorpe Nickel Operation)’ 지분 30%를 2억4천만 달러(한화 약 2,700억원)에 인수하는 계약을 체결했다.

레이븐소프는 자체 광산과 제련 설비 및 담수화, 황산제조, 폐기물 처리 등 부대설비 일체를 갖춘 니켈 일관 생산회사로 캐나다의 ‘퍼스트퀀텀미네랄스(First Quantum Minerals)’가 100% 지분을 소유하고 있다. 포스코는 퍼스트퀀텀미네랄스와 지분양수도계약을 맺고 레이븐소프 지분 30%를 인수키로 했다.

이에 따라 포스코는 레이븐소프가 생산한 니켈 가공품(MHP, 니켈 및 코발트 수산화 혼합물)을 오는 2024년부터 연간 3만2,000톤(니켈 함유량 기준 7,500톤)을 공급받을 수 있는 권리를 갖게 된다. 이는 전기차 18만대에 공급할 수 있는 물량으로 포스코는 이번 계약을 통해 이차전지소재 사업에 필요한 원료인 니켈을 안정적으로 추가 확보할 수 있게 되었다.

니켈은 양극재의 핵심원료로 이차전지의 충전 용량을 높여 전기자동차의 주행거리를 늘리는데 중요한 역할을 하고 있어 최근 니켈 함유량이 높은 양극재 채용이 확대됨에 따라 니켈 확보의 중요성이 더욱 커지고 있다.

또한 포스코는 퍼스트퀀텀미네랄스社와 배터리용 황산니켈 및 전구체 사업까지 협력을 확대하는 별도의 양해각서(MOU) 체결을 통해 이차전지 소재 관련 추가적인 사업기회를 모색한다는 방침이다.

이번 지분인수를 통해 포스코는 전기차용 배터리의 핵심 원료인 리튬과 니켈, 흑연 등 원료부터 양극재와 음극재까지 공급할 수 있는 세계 유일의 일괄 공급 회사로서의 위상 강화가 기대된다.

포스코는 2030년까지 리튬 22만톤, 니켈 10만톤을 자체 공급해, 2030년까지 양극재 40만톤, 음극재 26만톤 생산체제를 구축함으로써 이차전지소재 부문에서 글로벌 시장 점유율 20%, 매출액 연 23조원을 달성할 계획이다.

포스코(회장 최정우)가 리튬 추출 기술 검증을 마치고 상용화 사업을 본격 추진한다.

포스코는 지난 9일 이사회에 광양 경제자유구역 율촌산업단지 내 연간 4만3천톤 규모의 광석 리튬 추출 공장 투자사업을 보고하고 승인 받았다.

리튬 4만3천톤은 전기차 100만대를 생산할 수 있는 규모로 포스코는 지난 2010년부터 RIST(포항산업과학연구원)과 함께 염수와 광석에서 각각 리튬을 추출하는 기술을 개발해 왔으며, 광양제철소 내에 데모플랜트를 2년 이상 운영하며 리튬 생산을 위한 노하우 축적, 전문인력 양성 등의 역량을 확보해 리튬 상업 생산 채비를 마쳤다.

포스코가 추진하는 리튬 추출 공장은 호주에서 주로 생산되는 리튬 광석을 주원료로 하여 자체 연구개발한 생산 공정 등을 적용해 생산라인을 구성할 예정이며, 오는 2023년 준공을 목표로 올해 상반기 내에 착공할 계획이다.

특히 새롭게 짓는 공장은 전기차 주행거리를 증대시키는데 중요한 역할을 하는 수산화리튬을 전용으로 생산하게 된다.

양극재의 원료로 사용되는 리튬은 탄산리튬과 수산화리튬으로 나뉘는데 전기를 생성, 충전할 수 있는 역할을 한다. 그동안 이차전지업계에서는 탄산리튬을 주원료로 하는 양극재를 주로 생산해왔으나, 전기자동차의 주행거리를 늘리기 위한 이차전지 기술이 발전하면서 니켈 함유량 80% 이상의 양극재가 개발되고 이에 쓰이는 수산화리튬의 수요가 점차 늘어나고 있는 추세다.

한편 포스코는 최근 아르헨티나에서 리튬 매장량이 확인된 염호에서도 올해 안에 연산 2만5천톤 규모의 공장을 현지에 착공할 예정이며, 향후 광석 및 염수 리튬 추출 사업에 중장기적인 투자를 통해 2023년까지 연 7만톤, 2026년까지 연 13만톤, 2030년까지 연 22만톤의 리튬 생산체제를 구축한다는 방침이다.

포스코는 최근 중국 탄산 리튬 현물 가격이 지난해 7월 톤당 5천 달러에서 올 2월 톤당 1만 1천 달러를 넘어서며 2배 이상으로 급등함에 따라 지난 2018년 인수한 아르헨티나 ‘옴브레 무에르토(Hombre Muerto)’ 리튬 염호에 매장되어 있는 리튬을 생산해 현 시세를 적용해 판매시 누적 매출액이 35조원에 달할 것으로 전망하고 있다.

포스코는 지난해 말 염호의 리튬 매장량이 인수 당시 추산한 220만 톤 보다 6배 늘어난 1,350만 톤임을 확인했다. 리튬 매장량 검증은 업계 최고 수준의 글로벌 염수 리튬 전문 컨설팅 업체인 미국의 몽고메리社(Montgomery & Associates)가 국제 공인 규정에 따라 수행했다.

현재 중국을 포함해 전 세계적으로 전기차 시장이 성장하고 있어 전기차 배터리의 필수 소재인 리튬 가격은 계속해서 상승할 것으로 전망되고 있다.

포스코는 리튬 이외에도 이차전지를 구성하는 양극재 핵심 원료인 니켈 투자도 적극적으로 추진하고 있다. 니켈은 리튬과 함께 배터리의 성능과 직결되는 소재다. 포스코는 폐배터리를 활용한 리사이클링(재활용) 사업과 호주 등 니켈 광산 투자를 통해 배터리용 니켈 공급을 자체적으로 확보한다는 계획이다.

이와 함께 현재 전량 중국에 의존하고 있는 음극재 원료인 흑연의 수급 다변화를 위해 아프리카 탄자니아 흑연광산을 보유한 호주 광산업체 블랙록마이닝 지분 15%를 지난달 인수 완료했다.

한편 2030년까지 포스코는 이차전지소재의 원료인 리튬, 니켈, 흑연 등의 자체 공급체계를 만들고, 포스코케미칼은 이를 원료로 양극재 40만 톤, 음극재 26만 톤 생산체제를 구축할 계획이다. 이를 통해 포스코그룹은 전 세계에서 유일하게 원료에서부터 이차전지소재까지 생산하는 소재 밸류체인을 완성한다는 계획이다.