‘친환경 에너지 & 소재 기업(Green Energy & Materials Company)’이라는 비전을 목표로 세상을 움직이는 원동력을 만들어 나가는 SK이노베이션 계열, 그리고 그 사업 및 기술에 대해 소개하는 SKinno Tech 시리즈!

분리막을 비롯한 SK이노베이션 계열의 우수한 기술력을 다룬 SKinno Tech 시리즈가 이번에는 ‘음극 활물질’에 대해 소개한다. ‘활물질(Active material)’이란 전지(배터리)의 양극과 음극에서 화학적으로 반응해 전기 에너지를 만들어내는 활성 물질을 의미한다. 2차전지의 핵심 소재 중 하나인 음극 활물질에 대해 자세히 알아보자.

2차전지란 반영구적으로 충전이 가능한 배터리다. 건전지처럼 사용 후 폐기하는 배터리가 1차전지라면 2차전지는 노트북이나 휴대폰, 전기차 등에 사용되는 리튬이온, 납축, 니켈카드뮴 전지처럼 방전되더라도 다시 전류를 공급하면 재사용이 가능한 배터리를 의미한다.

2차전지는 ‘양극, 음극, 전해액, 분리막’ 총 4가지 기본요소로 구성돼 있으며, 그중 음극은 산화 반응을 일으켜 전자를 외부 회로로 방출하는 역할을 한다.

앞서 말한 바와 같이 활물질이란 배터리의 양극 또는 음극에서 화학적으로 반응해 전기 에너지를 만들어내는 것으로, 음극 활물질로는 크게 흑연과 실리콘이 있다.

흑연은 가장 보편적으로 사용되는 음극 활물질로, 비교적 안정적이고 비용 효율적이라는 특성을 가진다.

실리콘은 흑연보다 무게(g) 당 용량이 더 크기 때문에 차세대 음극 활물질로 촉망받으며, 빠른 충전이 가능하다는 장점이 있다.

한편, SK이노베이션의 배터리 사업 자회사인 SK온은 음극 소재 확보를 위해 다양한 기업과의 협업을 강화 중이다. 지난해 7월에는 호주 시라(Syrah)社와 업무협약을 체결해 블루오벌SK(BlueOval SK)에 천연 흑연 공급 목적의 개발을 추진하고 있다. 올해에는 미국 우르빅스(Urbix)社 및 웨스트워터(WestWater Resources)社와 각각 공동개발 협약을 통해, SK온 배터리용 음극 소재를 공동개발하는 등 배터리 경쟁력 강화를 위한 다양한 협력을 펼치고 있다.