테슬라 실리콘 음극재 원통 배터리 4680 도입 검토 정보 공개

테슬라 원통 배터리 4680

실리콘 음극재 고입 검토 정보

---

실리콘 음극제란 무엇인가?

실리콘 음극제는 반도체 소자의 일종으로, 전하를 받아들이는 부분으로서 전자를 공급하여 반도체 소자의 작동을 도와주는 역할을 합니다.

 

1. 실리콘 음극제의 역할
2. 실리콘 음극제의 장단점
3. 실리콘 음극제의 종류
4. 실리콘 음극제의 제조 과정
5. 실리콘 음극제의 응용 분야
6. 실리콘 음극제의 향후 발전 방향
7. 실리콘 음극제란 무엇인가?

 

전기차용 원통형 배터리와 포스코퓨처엠 양·음극재(왼쪽이 양극재) [사진제공=포스코퓨처엠]

실리콘 음극제의 역할
실리콘 음극제는 전자를 공급하여 반도체 소자의 작동을 도와주는 역할을 한다. 이때, 전자를 공급함으로써 전류의 유도를 일으키고, 전기적 신호를 변환하는 역할을 한다.

실리콘 음극제의 장단점
장점: 실리콘 음극제는 안정적이고 신뢰성이 높으며, 대규모 생산이 가능하다는 장점이 있다.
단점: 높은 비용과 복잡한 제조 과정, 열 팽창 계수의 문제 등이 있다.

실리콘 음극제의 종류
실리콘 음극제는 수많은 종류가 있지만, 대표적인 것으로는 N형 실리콘 음극제와 P형 실리콘 음극제가 있다.

실리콘 음극제의 제조 과정
실리콘 음극제의 제조 과정은 크게 총 3단계로 나눌 수 있다. 첫째 단계는 실리콘 원료의 선별과 정제, 둘째 단계는 원료의 결정화와 생산, 셋째 단계는 실리콘 음극제의 패키징과 테스트 단계이다.

실리콘 음극제의 응용 분야
실리콘 음극제는 전자 제품의 대부분에서 사용되며, 특히 반도체 제조 분야에서 주로 사용된다. 대표적으로는 컴퓨터, 스마트폰, 태블릿, 디지털 카메라, TV 등이 있다.

실리콘 음극제의 향후 발전 방향
실리콘 음극제는 빠른 속도와 더 낮은 전력 소모 등의 성능 향상을 위해 계속해서 개발이 이루어지고 있다. 또한, 보안과 안정성 등의 요구사항이 높아지면서, 보안과 안정성을 강화하는 기술적인 개발도 계속 이루어지고 있다.

실리콘 음극제는 현대 전자 제품의 대부분에서 사용되는 중요한 소자중 하나입니다. 이러한 실리콘 음극제의 역할과 장단점, 종류, 제조 과정, 응용 분야, 향후 발전 방향 등에 대해 이해하고 활용할 수 있는 능력은 현대 사회에서 필수적인 기술력입니다.

---

테슬라 4680 배터리 실리콘 음극제 도입 검토

 

테슬라가 4680 원통형 배터리에 대해 실리콘 음극재 도입을 검토하고 있는 소식이 전해지면서, 대주전자재료 주가가 상승하고 있다고 합니다.

 

테슬라 4680 원통형 배터리 실리콘 음극제 적용 검토

 

이에 따라 대주전자재료는 이미 포르쉐, 아우디 등의 전기차에 적용된 바 있는 실리콘 산화물(SiO) 기반 제품을 생산하고 있으며, 기존에는 파우치 배터리에 실리콘 음극재가 사용되어 왔습니다. 원통형 배터리에 대해서는 테슬라 협력사 중 1곳이 중국 BTR 실리콘 음극재를 일부 활용한 바 있는데요.

 

음극재는 배터리의 성능과 수명에 큰 영향을 미치기 때문에, 배터리 산업에서 음극재의 개발과 생산은 중요한 이슈 중 하나입니다.

 

특히, 최근에는 전기차 시장의 급격한 성장과 함께 배터리의 대용량화와 고속 충전 등의 요구가 높아지면서 음극재에 대한 기술적인 요구도 높아지고 있습니다.

한편, 현재 이차전지 음극재 생산의 대부분은 중국 기업들이 선두를 달리고 있습니다. 이는 중국이 리튬이온 배터리의 원재료와 생산 기술 등을 보유하고 있기 때문입니다.

 

그러나 최근 일부 국내 기업들이 실리콘 등의 새로운 재료를 이용한 음극재 개발에 성공하면서, 국내 음극재 시장도 활성화되고 있습니다.

특히, 최근 테슬라가 실리콘 음극재를 이용한 새로운 배터리 기술을 검토하고 있다는 소식이 전해지면서, 실리콘 음극재에 대한 관심이 높아지고 있는 상황입니다.

 

이러한 배경에서 국내 음극재 제조업체인 대주전자재료의 주가가 상승하는 등, 음극재 산업에 대한 관심과 투자가 높아지고 있습니다.

 

음극재는 배터리 충전 및 방전 시 리튬이온을 저장하고 방출하는 역할을 합니다. 현재 대부분의 음극재는 흑연을 주 원료로 하고 있으며, 이는 가격과 안정성 측면에서 장점을 지니고 있습니다. 

 

그러나 이러한 흑연계 음극재는 수명이 짧고 충전 속도가 느리다는 한계가 있습니다.

 

---

흑연 음극재의 대체수단

 

이에 대한 대안으로 제시되는 것이 '실리콘 음극재'입니다. 실리콘 음극재는 흑연계 음극재보다 약 10배 많은 리튬을 저장할 수 있으며, 배터리 용량을 늘리고 충전 속도를 단축할 수 있습니다.

 

흑연 음극재의 대체수단 실리콘 음극제

 

그러나 실리콘도 충·방전이 반복되면 부피가 쉽게 팽창하는 특성을 지니고 있습니다. 따라서 현재 실리콘 함량을 늘리고 안정성을 높이는 것이 과제로 제기되고 있습니다.

ICCINO에 따르면, 세계 음극재 생산 규모가 전년 대비 63% 증가하여 총 88만2700만t이 되었으며, 중국이 총생산량의 92%를 차지하고 있습니다.

 

2027년까지는 실리콘 음극재 시장이 대폭 성장할 전망이며, LG화학, 포스코퓨처엠, SK머티리얼즈 등이 실리콘 음극재 시장 가능성을 보고 연구개발에 뛰어들고 있습니다.