CATL, 내년 `소듐 이차전지` 양산… 게임체인저 되나

CATL의 1세대 나트륨 이온 배터리. CATL 제공.

중국과 미국·유럽의 배터리 업체들이 나트륨 이온 배터리인 일명 소듐 이차전지 개발에 앞장서면서 국내 배터리기업들을 위협하고 있다. 나트륨은 매장량이 풍부한 데다 가격이 저렴해 상용화만 된다면 게임 체인저가 될 수 있다.

20일 배터리업계와 외신에 따르면 중국 최대 전기차 제조사인 닝더스자이(CATL)는 차세대 배터리로 주목받고 있는 소듐 이온 배터리를 내년부터 양산한다. 현재 배터리 공급망을 구축하기 위해 일부 자동차 제조업체와 배터리 탑재 협상에 들어간 것으로 알려졌다.

소듐 이온 배터리는 바다에 흔한 물질인 나트륨을 핵심 소재로 한다. 희소금속인 리튬을 기반으로 한 리튬 이온 배터리나 리튬인산철(LFP) 배터리 보다는 가격이 저렴하고 공급이 안정적일 수밖에 없다. 소듐 이차전지가 리튬 배터리보다 최대 3분의 2까지 저렴하다는 게 업계 시각이다.

영국의 스타트업 AMTE 파워는 염화나트륨을 주 양극 성분으로 하는 나트륨 이온 배터리를 개발 중이다. 미시간주에 본사를 둔 아만다리는 이미 하이닝시에 있는 공장에서 나트륨 이온 배터리를 생산하고 있다. 이 같은 소재 개발은 리튬 이온 배터리의 자원 의존도를 낮추고, 가격 경쟁력을 갖추기 위한 움직임으로 풀이된다. 자원 고갈이 당장 눈 앞에 닥친 문제는 아니지만, 전기차 상용화가 본격화된다면 리튬과 코발트, 니켈의 공급량이 절대적으로 부족한 시기는 반드시 오기 때문이다.

실제 배터리 원소재들은 일부 대륙에만 편중된 데다 매장량이 적어 수급 불안으로 이어지고, 가격 흐름이 안정적이지 않다. 한국 자원정보서비스에 따르면 탄산리튬의 가격은 2020년 11월20일 ㎏당 39위안에서 지난해 11월22일 182.50위안, 올해 11월17일 576.50위안으로 올랐다.

국내 배터리 3사 중에서 소듐 이차전지 개발에 뛰어든 곳은 없는 상황이다. 국내 배터리 기업들은 리튬 배터리가 소듐 배터리 대비 에너지 밀도가 높아 상용화까지는 시간이 걸린다고 보고 있다. CATL이 지난해 7월 발표한 1세대 나트륨 이온 배터리의 에너지 밀도는 ㎏당 160Wh인데, ㎏당 최대 500Wh에 달하는 리튬 배터리와 비교하면 가격이 저렴한 만큼 주행거리가 매우 낮은 단점이 있다.

하지만 자원 위기 때마다 원소재 가격이 폭등하는 만큼 소듐 이차전지에 대한 준비가 필요하다는 지적이 나온다. 소듐 이차전지의 에너지 밀도 문제가 해결된다면 게임 체인저로서 배터리 업계의 판도를 바꿀 수 있어서다. 국내 3사도 차세대 배터리에 대한 개발과 시장 선도에 대한 의지를 보일 필요가 있다는 것이다.

박철완 서정대 자동차학과 교수는 "코발트 소재의 배터리가 모바일과 IT를 지배했지만 중대형 시스템을 커버하기 어려워 니켈 기반으로 넘어갔고 배터리 시장 크기가 커지면서 니켈도 한계가 생기니 이제 중국이 그간 해왔던 철 기반의 LFP 배터리로 시장이 변화하고 있다"며 "향후 철로도 감당이 안되는 상황이 오면 소듐 이차전지를 써야 하는데 중국이 장기적인 배터리 플랜에서는 앞서가고 있다는 증거"라고 말했다. 박한나기자 park27@