CATL 나트륨 배터리, 게임 체인저 될까[TNA]

희귀금속 리튬 단점 극복

리튬 이온 배터리 대비 3분의 1 에너지 밀도 단점

K-배터리, 코발트·니켈 비중 낮춰 대응

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[CATL 제공]

[헤럴드경제 원호연 기자]중국 배터리 업체 CATL이 리튬 대신 나트륨을 사용하는 나트륨 이온 배터리를 개발하면서 배터리 가격 경쟁에 새 바람이 예상된다.

지난달 29일 중국 최대 전기차 제조사인 CATL는 자체 개발한 1세대 '나트륨 이온 배터리'를 공개했다.

기존 리튬이온 배터리나 리튬인산철(LFP) 배터리의 주원료인 리튬의 높은 가격을 극복하기 위해 나트륨을 핵심소재로 사용했다. 리튬은 은 일부 지역에서만 나는 금속인 반면 나트륨은 해수 등에서 쉽게 얻을 수 있다.

CATL은 이 배터리의 배터리 80%를 충전하는 데 걸리는 시간이 15분 정도로 빠르다고 설명했다. 영하 20도에서 에너지 밀도가 90% 이상 유지된다는 점도 장점으로 꼽았다. 전기차 배터리의 충전 문제와 겨울에 급격히 줄어드는 주행거리를 해결할 수 있을지 기대되는 부분이다.

문제는 낮은 에너지 밀도다. 나트륨 이온 배터리의 에너지 밀도는 1㎏당 160와트시(Wh) 수준으로 최대 500Wh/kg인 리튬 이온 배터리와 비교하면 3분의 1 수준이다. 에너지 밀도가 낮으면 같은 부피의 배터리를 탑재했을 때 주행 거리가 짧을 수밖에 없다.

CATL은 "에너지 밀도 단점은 제조 공정을 통해 보완할 것"이라고 설명했다.

또한 단계적으로 kg당 200Wh 이상의 차세대 나트륨이온 배터리 개발을 목표로 하며, 2023년 나트륨이온 배터리 산업 사슬을 구축할 계획이라고 CATL은 밝혔다.

CATL은 탄탄한 중국 내수 시장을 기반으로 하면서 저렴한 배터리까지 내세워 글로벌 선두 굳히기에 나섰다.

에너지 시장조사기관 SNE리서치에 따르면 올해 상반기 글로벌 전기차용 배터리 에너지 총량(114.1GWh) 중 점유율 1위는 중국 CATL(29.9%), 2위는 LG에너지솔루션(24.5%), 3위는 파나소닉(15.0%)이다. 4위는 중국 BYD(6.9%), 5위와 6위는 한국 삼성SDI[006400]와 SK이노베이션[096770](각 5.2%)이 차지했다.

국내 업체들은 한국의 리튬이온 배터리는 에너지 밀도를 통해 나트륨 이온 배터리에 대응한다.

LG에너지솔루션은 나트륨 이온 배터리에 대해 "에너지 밀도에서 리튬이온 배터리와 너무 크게 차이가 나며 충전 시간 단축, 저온 특성 등은 리튬이온 배터리에서도 구현되고 있다"며 "나트륨 이온 배터리 출시의 영향은 제한적일 것"이라고 말했다.

LG에너지솔루션을 비롯한 국내 업체들은 삼원계 배터리에서 가격이 비싼 코발트 함량을 줄이는 방식으로 가격 경쟁력을 확보하며, 차세대 기술·제품 개발로 공세에 대응하고 있다. 기존 주력 제품인 NCM 배터리의 양극재에 알루미늄을 추가하고, 코발트는 줄인 'NCMA 배터리'를 올해 하반기부터 양산할 계획이다.

삼성SDI는 니켈 함량 88% 이상의 하이니켈 기술이 적용된 젠5(Gen.5·5세대) 배터리를 올해 하반기부터 양산할 예정이다.

SK이노베이션은 니켈 비중을 약 90%까지 높인 NCM9 배터리를 내년부터 양산한다. 또한 전고체 배터리 등 차세대 기술 개발도 활발히 진행 중이다.

why37@heraldcorp.com

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