엔켐, 실리콘 복합 음극재 전해액 ‘풀라인업’ 구축…100% Si 대응 기술 확보

▲엔켐 미국 조지아공장 전경.(엔켐 제공)

이차전지 핵심소재 전해액 기업 엔켐이 실리콘 복합 음극재(Si-Anode)용 전해액 개발을 확대하며 차세대 배터리 시장 대응에 속도를 내고 있다.

엔켐은 실리콘 함량에 따라 단계별 전해액 라인업을 구축했다고 25일 밝혔다. 실리콘 비중 5% 이하의 1단계부터 5~10%의 2단계, 10~15%의 3단계, 15~30%의 4단계, 30% 이상의 5단계까지 대응 가능한 제품을 개발해 전지 평가에 활용 중이다. 해당 전해액은 북미, 한국, 중국, 일본 등 글로벌 전기차 및 배터리 셀 제조사를 중심으로 상용화 또는 평가 단계에 있으며, 실리콘 복합 음극재 적용 비율 확대를 위한 검증이 이뤄지고 있다.

실리콘 복합 음극재는 기존 그래파이트(흑연) 음극재를 일부 대체하는 방식으로 채택이 검토되고 있다. 전기차 시장이 중·대형 중심으로 확대되고 저가형 전기차에서는 리튬·인산철(LFP) 배터리 비중이 높아지는 환경을 고려할 때 내구성과 수율이 검증된 그래파이트 음극재의 비중은 당분간 유지될 가능성이 크다고 회사 측은 예상했다.

다만 실리콘 음극재는 기존 흑연 대비 에너지 밀도가 높아 전기차 주행거리를 늘리고 충전 속도를 단축할 수 있는 장점을 갖고 있다. 이에 따라 글로벌 주요 배터리 제조사와 완성차 업체를 중심으로 고에너지밀도 전기차 수요가 이어지고 있으며, 피지컬AI 로봇 산업용 전지 시장까지 새롭게 형성되면서 실리콘 복합 음극재 비중 확대를 전제로 한 평가가 활발히 진행되고 있다.

엔켐은 카본 기반 실리콘 복합재(Si-C)와 산화물 기반 실리콘 음극재(Si-Ox)에 모두 적용 가능한 전해질 조성을 확보했다. 이미 다수의 완성차(OEM) 및 전지사에 실리콘 음극재 1단계, 2단계 적용 전해액을 공급 중이다. 또한 팽창 특성을 고려해 셀 구조를 변경한 신구조 전지에서 100% 실리콘 음극에 대응하는 전해액 개발도 완료한 것으로 알려졌다.

이 같은 기술력을 기반으로 엔켐은 지난해 12월 북미 실리콘 배터리 기업과 3년간 1000톤 규모 전해액 공급 계약을 추진하고 있다. 실리콘 100% 음극재 상용화 초기 단계에서 실제 공급 계약으로 이어지고 있다는 점에서 기술 검증을 넘어 사업화 단계에 진입했다는 평가가 나온다.

엔켐 관계자는 “대규모 양산 경쟁 속에서도 세계 점유율 확대와 함께 특정 타깃 전지 시장을 공략하는 맞춤형 전해액 개발 전략을 유지하고 있다”며 “실리콘 복합 음극재가 소량 적용된 전지 상용화에 이어 단계별 비중 확대가 본격 채택되는 시점에 대비해 기술 축적과 고함량 대응 역량을 동시에 강화하고 있다”고 말했다.