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Business

첨단 나노소재 기술을 바탕으로 성장해온 나노실리칸첨단소재는, 이제 실리콘 음극재를 신성장동력으로 미래 에너지 시장을 향해 나아갑니다.
소재 혁신에서 에너지 혁신으로 나노실리칸첨단소재는 실리콘 음극재를 통해 새로운 성장의 길을 엽니다.

실리콘 음극제

Silicon Cathode Material
차세대 고에너지밀도 배터리를 위한 핵심 소재
나노실리칸첨단소재의 혁신 공정 기술

실리콘 음극재는 기존 흑연 음극재의 한계를 극복하고,
전기차·ESS·AI 데이터센터 등 차세대 에너지 인프라에 필요한
고에너지밀도 배터리를 구현하는 핵심 소재입니다.

나노실리칸첨단소재는 독자적인 공정 기술을 기반으로
고성능과 경제성을 동시에 만족하는 실리콘 음극재를 개발하고 있습니다.
Why Silicon Cathode?
전기차, 에너지저장장치(ESS), AI 인프라 확산으로
배터리의 성능 요구는 빠르게 높아지고 있습니다.

특히 1회 충전 주행거리 증가와 고속 충전을 동시에 만족하기 위해
음극재의 고용량화는 필수적인 기술 과제가 되고 있습니다.

기존 흑연 음극재는 구조적 특성상 저장할 수 있는 리튬이온의 양에 한계가 있습니다.
반면 실리콘은 흑연 대비 최소 3배 이상의 리튬이온 저장 용량을 가지며,
배터리 에너지 밀도를 획기적으로 향상시킬 수 있는 차세대 음극재 소재입니다.
흑연 음극재 vs 실리콘 음극재 특성 비교
특성 실리콘 음극재 흑연 음극재
에너지 밀도
10배 높음
(흑연대비 이론적)
상대적은로 낮음
(-372mAh/g)
부피 효율
더 많은 양극재 사용
(동일 크기의 배터리 경우)
부피 효율 낮음
주행 거리
주행거리 증가
(더 많은 에너지 저장가능)
제한적
(실리콘 대비)
충전 시간
충전시간 단축
(리튬이온 이동거리 단축)
상대적 김
(실리콘 대비)
적용 가능성
차세대 배터리
(전기차, 고성능 기기 적합)
상용 리튬이온
배터리에 사용
Technical Challenge
실리콘 음극재는 높은 저장 용량이라는 장점을 가지지만,
충방전 과정에서 부피가 최대 4~5배까지 팽창하는 특성이 있습니다.
이 과정에서 입자 내부에 균열이 발생하고,
표면의 SEI층이 손상되어 배터리 성능 저하와 수명 단축으로 이어집니다.

이러한 문제를 해결하기 위해 업계에서는 다음과 같은 방식들이 연구되어 왔습니다.
  • 실리콘 입자의 나노화
  • 실리콘 표면 탄소 코팅
  • 다공성 구조 설계
그러나 기존 방식들은 높은 제조 비용, 낮은 생산성,
혹은 수율 저하라는 한계를 함께 수반하는 경우가 많습니다.
Our Solution
독자적인 원천기술로 실리콘의 한계를 극복
나노실리칸첨단소재의 차별화된 원천 기술
저희 나노실리칸첨단소재는 실리콘 음극재의 상용화를 가로막았었던 부피 팽창 문제와 낮은 수명특성을 극복할 수 있는 실리콘, 그래핀, 탄소나노섬유(CNF) 3중융합 응극재의 차별화된 원천기술 보유하고 있습니다.
계열 차별점
Si/C
  • 특정산업의 공정부산물을 분쇄 공정없이 사용
    - 저가 원재료 및 분쇄공정 생략을 통한 가격경쟁력 확보
    - 판상형태 실리콘 입자(두께 < 50nm)를 porous Si/C 복합체 구조로 입자화 → swelling 완충작용
  • 도핑을 통한 성능향상
  • 열처리 공정포함 연속공정을 통한 생산성 확보
Performance Data
나노실리칸첨단소재의 실리콘 음극재는
경쟁 제품 대비 높은 저장 용량과 초기 효율(ICE)을 동시에 확보하고 있습니다.
나노실리칸첨단소재의 실리콘 음극재 목표
종류 용량(mAh/g) ICE(%) Particle Size(d50, um) Surface Area(m2/g) Carbon content(%)
Gen #1 1600 77 7±α 2.5±α 3.5±α
Gen #2 1450 80 6±α 6.5±α 3.5±α
Gen #3 1370 80 6.5±α 6.0±α 3.5±α
자사 1500 85 6.0±α 6.0±α 15±α
Gen #4 1670 85 5.5±α 7.0±α 320±α
Gen #5 1870 87 5.0±α 7.0±α 30±α
이는 고에너지밀도 배터리 구현에 필요한 성능을 충족함과 동시에,
장기 수명 특성 확보에도 유리한 구조입니다.
  • 나노실리칸첨단소재 평택공장 하공정 소성로
Pilot Line & Production
나노실리칸첨단소재는 실리콘 음극재의 상용화를 위해
파일럿 라인 구축을 완료하고 시운전을 마친 상태입니다.

연간 약 600톤 생산 가능
주요 공정 설비 확보 완료
공장 내 유휴 공간 활용 시 최대 1,800톤까지 증설 가능
국내 주요 배터리 제조사와 공급 협의 진행 중

이는 연구 단계에 머무르지 않고,
양산을 전제로 한 사업 단계에 진입했음을 의미합니다.
Applications
나노실리칸첨단소재의 실리콘 음극재는
다양한 배터리 응용 분야에 적용 가능합니다.

전기차(EV)용 배터리
에너지저장장치(ESS)
AI 데이터센터용 고출력 배터리
Market Outlook
글로벌 실리콘 음극재 시장은
전기차 보급 확대와 고성능 배터리 수요 증가에 따라
빠른 성장이 예상되고 있습니다.

시장 조사에 따르면,
글로벌 실리콘 음극재 시장은 연평균 22.7% 성장하여
2035년 약 70억 달러 규모로 확대될 것으로 전망됩니다.

이는 현재 초기 단계에 머물러 있는 실리콘 음극재가
차세대 표준 소재로 자리잡을 가능성을 시사합니다.
Next Generation Cathode Material
나노실리칸첨단소재는
나노기술 기반 공정 혁신을 통해
차세대 배터리 시장을 선도하는 음극재 소재 기업으로 도약하고 있습니다.

고성능, 안정성, 경제성을 동시에 만족하는
실리콘 음극재 기술로
미래 에너지 산업의 핵심 파트너가 되겠습니다.