피앤비소재, 전기차용 ‘고용량 고속충전 음극재’ 개발

2차 전지 소재를 개발하는 벤처기업인 ㈜피앤비소재(대표 박득일)가 전기차 배터리를 6분 충전하는 것만으로 300Km를 달릴 수 있고, 100회 이상 충전-방전을 하더라도 용량 저하가 일어나지 않음으로써 전기차 배터리 시장의 게임체인저가 될 ‘Nano Carbon 음극재’를 개발했다고 17일 밝혔다.

피앤비소재가 개발한 ‘Nano Carbon 음극재’는 나노 사이즈의 탄소 입자에 자체 생산한 다층 그래핀 및 첨가제들을 합성한 탄소 복합체로서 기존 흑연 음극재 사용 배터리의 성능을 크게 넘어서는 고용량, 고속 충전 특성을 실현한 신소재이다.

‘Nano Carbon 음극재’를 사용하면, 소비자들은 12분의 고속 충전에서도 흑연 음극재 배터리를 10시간 완속 충전할때와 동일한 용량이 확보되기에 단 6분의 충전만으로 300Km 주행이 가능하며, 충전과 방전을 100회 이상 거듭 하더라도 용량 유지율이 100%이므로 용량 저하 없이 배터리를 장기간 사용할 수 있게 된다.

국내 배터리 생산업체가 ‘Nano Carbon 음극재’를 적용하게 되면, 날이 갈수록 치열해지는 배터리 원재료의 수급난 및 가격 상승의 리스크에서도 벗어날 수 있다. 대부분 중국 수입에 의존하는 흑연과는 달리 국내에서 생산되는 석유화학 소재인 탄소 복합체를 사용하기에 원활한 원료 수급과 가격 안정성이 확보 되기 때문이다.

세계 시장 관점에서도, 최근 원자재 가격이 급격히 상승하고 있는 NCM(니켈, 코발트, 망간) 양극재의 비중을 줄임으로서 원가 절감이 가능하며, LFP (인산철) 양극재에 ‘Nano Carbon’ 적용시 고가인 NCM 배터리와 대등한 수준의 용량 구현에 따라 가격 경쟁력이 더욱 높아지므로 피앤비소재 ‘Nano Carbon‘ 신소재의 글로벌 배터리 업계 게임 체인저로서 역할도 기대된다.

한편 피앤비소재는 리튬이온 배터리의 용량 한계 극복을 위하여 2018년에도 10%의 ‘실리콘복합물’ 을 첨가한 음극재를 개발함으로써 10시간 충전 시 470mAh/g의 고용량을 실현한 성공 경험이 있다. 그러나 당시에는 100회 충전-방전 시 용량유지율이 87%~92% 정도로 나타나 만족할 만한 수준이 아니었다. 또 용량유지율 개선을 하려면 생산비와 재료비가 높아지는 부담이 있어서 사업화를 보류한 바 있었다.

피앤비소재 박득일 대표는 앞으로의 계획에 대해 ‘Nano Carbon’ 음극재 기술을 통해 배터리의 성능 향상과 가격 경쟁력, 원자재 수급의 안정성이라는 세마리 토끼를
확보하고, 나아가 피앤비소재에서 개발 중인 고체 전해질과 결합하여 전고체 배터리 기술을 선점할 것이다”라는 포부를 밝혔다.

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