이차전지 핵심소재 전해액 기업 엔켐이 실리콘 복합 음극재(Si-Anode)용 전해액을 중심으로 차세대 배터리 시장 대응에 나서고 있다고 25일 밝혔다. 전기차용 배터리의 고에너지밀도화 흐름 속에서 실리콘 복합 음극재의 채택이 늘어남에 따라 주요 전기차·배터리 생태계 전반에서 평가가 확대되고 있다.
엔켐은 실리콘 함량에 따라 단계별 전해액 라인업을 구축했다. 실리콘 비중 5% 이하의 1단계부터 5~10%의 2단계, 10~15%의 3단계, 15~30%의 4단계 및 30% 이상의 최종 5단계까지 대응 가능한 전해액 제품을 개발해 전지 평가에 활용하고 있다.
현재 해당 전해액은 북미, 한국, 중국, 일본 등 글로벌 전기차 및 배터리 셀 제조사를 중심으로 상용화 또는 평가 단계에 있으며, 실리콘 복합 음극재 적용 비율을 점차 확대하기 위한 검증 과정에 있다. 실리콘 복합 음극재는 기존 그래파이트 음극재를 완전히 대체하기보다는 일부 대체하는 방식으로 채택이 검토되고 있다.
전기차 시장이 중·대형 중심으로 확대되고, 저가형 전기차의 경우 리튬·인산철(LFP) 배터리 비중이 늘어나는 환경에서는 내구성과 수율이 검증된 그래파이트 음극재의 비중이 당분간 유지될 가능성이 크다는 분석이 나온다. 그러나 실리콘 음극재는 기존 흑연 대비 에너지 밀도가 월등히 높아 전기차의 주행거리를 늘리고 충전 속도를 단축할 수 있는 장점을 갖고 있다.
이에 따라 최근 글로벌 주요 배터리 제조사 및 완성차 업체들을 중심으로 고에너지밀도 전기차에 대한 수요가 지속되는 가운데, 피지컬 AI 로봇 산업용 전지 시장까지 새롭게 개척되면서 실리콘 복합 음극재 역시 단계적 비중 확대를 전제로 한 평가가 전지사별로 활발히 진행되고 있다.
엔켐은 카본 기반 실리콘 복합재(Si-C)와 산화물 기반 실리콘 음극재(Si-Ox)에 모두 적용 가능한 전해질 조성을 확보했다. 엔켐은 이미 많은 OEM, 전지사들과 실리콘 음극재용 1단계, 2단계 적용된 전해액을 공급 중에 있다. 이와 동시에 엔켐은 팽창을 고려한 셀 구조를 변경한 전지에서의 100% 실리콘 음극에 대응하는 전해액 개발을 완료한 것으로 알려지고 있다.
해당 기술력을 바탕으로 엔켐은 지난해 12월 북미 실리콘 배터리 기업과 3년간 1000톤 규모의 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.
SNE리서치에 따르면 2025년 1~11월 기준 전 세계 전체 음극재 적재량은 총 124만1천 톤으로, 전년 동기 대비 35.3% 증가했다. 중국을 제외한 시장에서도 같은 기간 음극재 적재량은 44만7천 톤으로 28.2% 늘어나며 글로벌 수요 확대 흐름이 이어지고 있다. 시장 성장세 속에서 실리콘 음극재의 비중 확대도 주목된다. 실리콘 음극재 사용량은 2024년 2만6천 톤에서 2030년 16만4천 톤, 2035년에는 29만5천 톤 수준까지 증가할 것으로 전망된다. 현재 원통형 등 소형 전지에 적용되는 실리콘 음극재 비중은 약 1~2% 수준에 불과하지만, 에너지 밀도 향상 요구가 커지면서 점진적인 적용 확대가 예상된다.
엔켐 관계자는 “대규모 양산 경쟁에서도 세계 점유율 강화를 추진하면서도 특정 타겟 전지 시장을 공략하는 맞춤형 전해액 개발 전략을 유지하고 있다”며 “실리콘 복합 음극재가 소량 적용된 전지의 상용화에 이어 단계별 비중 증가가 평가 단계를 거쳐 본격 채택되는 시점에 대비해 단계별 기술 축적과 실리콘 고함량 대응 역량을 동시에 강화하고 있다”고 말했다.
