CATL 수장 "전고체 배터리 대량 생산 2030년 이전 어려워"

"2030년 전까지 전고체 배터리차 100만대 도달 힘들 것"
"전고체 배터리 기술 성숙도 9단계 중 현재 4단계 수준"

쩡위친 창업자 겸 회장. (사진=CATL)

[더구루=홍성일 기자] 세계 1위 배터리 제조업체 중국 닝더스다이(寧德時代·CATL)의 쩡위친 창업자 겸 회장이 전고체 배터리 대중화까지는 상당한 시간이 필요할 것이라며 시장 기대감에 '찬물'을 끼얹었다. 쩡 회장은 전고체 배터리를 대규모 양산하기 위해 여전히 기술적 돌파구가 필요한 상황이라며 가장 큰 문제로 가격을 지목했다. 또한 전고체 배터리 개발이 끝이 아니라며 양극재 혁신 등 다양한 방법을 통해 배터리 성능 향상을 시도할 것이라고 전했다.

쩡위친 회장은 15일(현지시간) 공개된 중국 최대 금융 뉴스 포털 시나차이징(新浪财经, Sina Fianace)과의 인터뷰에서 "2030년 이전에는 전고체 배터리 탑재 차량이 100만대 규모에 이를 가능성은 매우 희박하다"며 "그 정도 규모에 도달하려면 차량 가격이 충분히 저렴해야 한다. 현재는 성능, 비용 측면에서 모두 어려움이 많다"고 밝혔다. 실제로 CATL은 지난해 10월 공개한 보고서를 황화물계 전고체 배터리 셀의 가격은 기존 리튬이온셀보다 3~5배 비싸다고 밝힌 바 있다. 

쩡 회장은 전고체 배터리의 정의부터 확실히 할 필요가 있다고 주장했다. 그는 "전해질이 '완전히 고체'인 배터리만 전고체 배터리라고 부를 수 있다"며 "상온, 상압 조건에서 완전한 고체 상태일 때 의미가 있다"고 설명했다. 그러면서 "전고체 배터리를 왜 만들어야 하는지 생각해야한다. 전고체 배터리를 만들기 위한 전고체 배터리 개발이 돼서는 안된다"고 강조했다.

쩡 회장은 전고체 배터리 대량 양산을 위해서는 몇 가지 과학, 공학적 문제 돌파구가 마련돼야 한다며 '전극·전해질 계면'을 예로 들었다. 해당 계면은 고체 전해질과 고체 양극재가 맞닿는 부분으로, 양쪽이 밀착돼야지만 이온이 정상적으로 넘어다닐 수 있다.

쩡 회장에 따르면 해당 계면을 형성하기 위해서는 강하게 압착해야 한다. 이를 위해 온간 등가압 성형(Warm Isostatic Pressing, WIP) 기술을 활용한다. WIP는 유체를 이용해 작업물 전체에 균일하게 압력을 가하는 공정이다. 문제는 양극재, 음극재, 전해질을 구성하는 소재가 다르기 때문에 균일한 압력을 가해도 밀도 차이로 내부 구조가 틀어지게 된다는 것이다.

쩡 회장은 "실험실에서 만드는 샘플조차도 내부가 다 틀어져 있다"며 "설령 실험실 단위에서 개발에 성공했더라도 실제 양산품을 제작할 때는 많은 문제가 발생한다. 전고체 배터리는 상상하는 것만큼 완벽한 성배는 아니다"라고 주장했다.

또한 쩡 회장은 어떤 제품이든 3단계 상용화 과정을 거치게 된다며 △기술개발 △제품화 △상품화가 있다고 지적했다. 그러면서 "전고체 배터리는 여전히 기술개발 단계에 있다"며 "기술 성숙도를 9단계로 분류하면 해당 기술은 여전히 4단계에 머물러있다. 제품화, 상품화 단계는 아직 시작하지도 못했다"고 설명했다. CATL은 내년까지 기술 성숙도를 7~8단계까지 끌어올려 소량 생산을 시작할 방침인 것으로 알려져있다.

쩡위친 회장은 끝으로 전고체가 배터리 기술 혁신의 끝이 아니라고 강조했다. 그는 "양극재 분야만해도 시도해볼 수 있는 영역이 무궁무진하다"며 "배터리 기술은 여전히 탐색하고 연구개발할 영역이 엄청나게 많이 남아있다. 우리 역시 이 부문에 막대한 역량을 집중하고 있다"고 말했다.

한편 CATL은 전고체 배터리 상용화에 앞서 나트륨 이온 배터리 등 신제품 출시에 박차를 가하고 있다. CATL은 올해 안으로 나트륨 이온 배터리를 대규모 양산할 계획이다.

나트륨 이온 배터리는 나트륨 함량을 높여 니켈, 리튬, 코발트를 사용하지 않는 것이 특징인 배터리다. 나트륨은 매장량이 풍부해 채굴이 쉬워 상대적으로 비용이 저렴하고 가용성, 안정성이 높다는 장점이 있다. 또한 저온 환경에서도 성능 저하가 크지 않아 활용도가 높다는 평가를 받고있다.

또한 CATL은 나트륨 이온 배터리에 이어 리튬 공기(Lithium-air) 배터리 개발에도 나섰다. 리튬 공기 배터리는 양극을 공기로 대체한 차세대 전지다. 기존 리튬이온배터리의 10배이상 높은 에너지 밀도, 가벼운 무게를 가지고 있고, 희토류를 거의 사용하지 않아 친환경적이라는 장점을 가지고 있다.