4일 한국거래소에 따르면 이날 오전 이엔플러스 주가는 전 거래일보다 4.1% 오른 8010원에 거래되고 있다.
최근 글로벌 배터리 소재 업체들은 배터리 수명과 충전 속도를 획기적으로 향상하는 실리콘 음극재 기술 확보에 열을 올리고 있다.
음극재는 배터리 재료 원가 비중의 약 14%를 차지한다. 양극에서 나온 리튬이온을 저장했다가 방출하면서 외부 회로를 통해 전류를 흐르게 하는 역할을 한다.
배터리를 오래 쓸수록 흑연이 팽창해 구조 변화를 일으켜 배터리 전체 용량이 줄어들게 된다. 최근 배터리업계는 고용량 배터리를 제조하기 위해 차세대 음극 소재를 앞다퉈 개발하고 있다.
지금 사용되는 음극재는 규칙적인 층상구조로 쌓여있는 흑연을 주로 사용한다. 흑연은 천연흑연과 인조흑연으로 나뉜다. 천연흑연은 리튬이온을 보관할 수 있는 가장 안정적이면서 저렴한 재료다. 하지만 사용 중 팽창 문제로 구조적 안정성이 점차 떨어지는 단점이 있다.
인조흑연을 생산하려면 석유계 피치(정유 공정의 부산물)나 콜타르 원료(제철 공정의 부산물)를 가공해 침상 코크스(철강용 석탄)를 먼저 만든다. 이를 분쇄한 뒤 뭉쳐서 가열하는 과정이 필요하다.
실리콘 음극재는 흑연 대신 실리콘을 이용해 제조하는 음극재다. 흑연은 탄소 원자 6개당 리튬이온 1개가 저장되는데, 실리콘은 원자 4개당 리튬이온 15개를 저장할 수 있다.
실리콘 음극재의 단위 에너지 용량은 흑연보다 약 10배가량 높다. 실리콘 음극재는 흑연계 음극재보다 고용량·고출력 성능을 지녔다는 의미다. 이에 따라 전기차 배터리의 주행거리를 혁신적으로 늘리는 차세대 소재로 주목받고 있다.
음극활물질 종류 가운데 인조흑연은 2019년 53%에서 2025년 60%로 가장 높은 비중을 차지할 것으로 예상됐다. 천연흑연은 같은 기간 43%에서 28%로 비중이 다소 감소할 것으로 관측된다. 그럼에도 인조흑연에 이어 두 번째로 많이 쓰이는 음극활물질이 될 것으로 보인다.
실리콘 음극재는 어떨까. 지금은 가장 낮은 비율이지만 2025년엔 11%로 비중이 높아질 것으로 예측됐다. 글로벌 전기차업계가 주행거리 확대에 매진하는 터라 실리콘 음극재 활용도가 높아질 것이란 분석이다.
실리콘 음극재는 기존 흑연계 음극재보다 급속 충전 설계가 쉽다. 충전 속도를 단축할 수 있다는 장점이 있다. 게다가 실리콘은 친환경적인 데다 지구에 많아 경제적인 소재이기도 하다.
한편 이엔플러스는 지난해 서강대산학협렵단으로부터 실리콘 나노입자 관련 탄소, 실리콘 복합 전극물질의 제조방법에 대한 특허를 확보한 바 있다.
당시에도 차세대 2차전지인 실리콘 음극재와 관련한 제조기술 확보로 관심을 모은 바 있다.
이엔플러스가 취득한 특허는 실리콘의 급격한 부피 변화를 완화해 높은 수명을 유지하는 동시에 고용량 특성도 얻을 수 있는 것으로 알려졌다.
김민정 기자 thebigdata@kakao.com
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