포스코퓨처엠 LMR 배터리의 양극재 장점과 흑연

포스코퓨처엠의 LMR(Lithium Manganese Rich) 배터리와 흑연(Graphite) 간의 관계를 이해하려면 LMR 배터리의 특성과 흑연의 역할을 살펴봐야 합니다.

1. LMR 배터리란?

LMR 배터리는 Lithium Manganese Rich (리튬 망간 리치) 양극재를 사용하는 배터리로, 기존 니켈-코발트-망간(NCM) 계열보다 고용량, 고전압, 저원가의 장점이 있습니다.

• 구성 요소: 리튬, 망간, 니켈, 코발트 등
• 특징:
  • 망간 비율이 높아 원가 절감
  • 4.5V 이상의 고전압을 유지 가능 → 에너지 밀도 향상
  • 내구성이 뛰어나지만 초기 충·방전 효율이 낮음 (첫 번째 충전 시 리튬이 일부 손실됨)

2. 흑연(Graphite)과의 관계

흑연은 배터리 음극재로 사용됩니다. 배터리에서 양극(LMR)과 음극(흑연)은 이온 이동을 통해 전기를 저장하고 방출하는 역할을 합니다.

① LMR 양극재의 특성과 흑연 음극재의 조합

• LMR 배터리는 고전압(4.5V 이상)에서 작동하는데, 일반적인 흑연 음극재는 4.3~4.4V 이상의 고전압에서 부식 및 전해질 분해가 발생할 수 있습니다.
• 이 때문에 LMR 배터리와 흑연 음극재를 함께 사용할 경우 전해질 안정성 확보가 중요합니다.
• 이를 해결하기 위해 전해질 첨가제나 표면 코팅 기술이 적용될 수 있습니다.

② 흑연 대신 실리콘 음극재 활용 가능성

• LMR 배터리는 높은 에너지 밀도를 요구하므로, 흑연 대신 실리콘(Si) 기반 음극재를 적용하는 연구도 진행 중입니다.
• 실리콘 음극재는 흑연보다 높은 용량을 가지지만, 팽창·수축 문제를 해결해야 합니다.

3. 포스코퓨처엠의 역할

포스코퓨처엠은 배터리 소재 사업을 핵심 성장 동력으로 삼고 있으며, LMR 및 흑연 관련 기술을 개발하고 있습니다.

• 양극재: NCM, NCA, LFP뿐만 아니라 LMR 배터리용 양극재 연구
• 음극재: 천연흑연 및 인조흑연 음극재 생산, 실리콘 복합 음극재 연구

특히, 포스코퓨처엠은 포스코그룹의 탄자니아 흑연 광산과 연계해 배터리용 인조흑연 및 천연흑연 음극재 공급망을 강화하고 있습니다.

4. 결론

▶ LMR 배터리는 고전압 특성을 가지므로 흑연 음극재와의 전해질 안정성이 중요
▶  포스코퓨처엠은 LMR 양극재 및 흑연 음극재를 동시에 개발하며, 안정적인 소재 공급망 확보 중
▶  향후 실리콘 음극재와의 조합도 연구될 가능성이 높음

 

LMR 배터리는 차세대 배터리로 주목받고 있으며, 포스코퓨처엠은 이를 위한 핵심 소재 기술을 개발하고 있습니다. 

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