"리튬·코발트 족쇄 끊는다"… 日 산학연 14곳, 차세대 '나트륨 배터리' 양산 총력전

차세대 배터리 패권을 둘러싼 글로벌 경쟁이 격화하는 가운데, 일본 산업계와 학계가 특정 국가의 자원 무기화에 맞서 희소 금속 독립을 선언했다. 바닷물에 무한히 존재하는 나트륨을 활용한 '나트륨 이온 배터리(NIB)'의 대량 생산 체제 구축이라는 거대한 승부수를 띄우며 차세대 에너지 공급망의 새 판 짜기에 나섰다.

10일 요미우리신문 보도에 따르면, 도쿄이과대학과 배터리 대기업 GS유아사 등 총 14개 산학연 단체는 차세대 배터리로 꼽히는 NIB의 양산과 상용화 및 실증 사업에 공동으로 착수한다고 발표했다. 일본 정부 산하 신에너지·산업기술종합개발기구(NEDO)의 자금 지원을 바탕으로 약 7억 6000만 엔(약 65억 원)의 예산이 투입되는 이번 국책 사업은, 우선적으로 전력 회사들이 사용하는 대형 에너지저장장치(ESS)의 양산 기술을 확립하는 데 초점이 맞춰져 있다.


이번 산학연 연합의 핵심 동력은 자원 안보의 절박함에서 비롯됐다. 현재 전기차(EV)와 정보통신(IT) 기기 전반에 널리 쓰이는 '삼원계 리튬이온 배터리'는 에너지 밀도가 뛰어나지만, 리튬은 물론 니켈과 코발트 등 핵심 광물을 전적으로 해외 수입에 의존해야 하는 치명적인 약점을 안고 있다. 이는 급격한 가격 변동성 노출과 직결된다.
반면, 도쿄이과대학 연구진이 주도해 기초 연구를 탄탄히 다져온 NIB는 고갈 우려가 없는 해수 속 나트륨을 주원료로 사용해 압도적인 원가 경쟁력을 보장한다. 또한 삼원계 배터리에 비해 급속 충전 성능이 우수하고 혹독한 고온 및 저온 환경에서도 성능 저하 없이 안정적인 출력을 유지하는 기술적 이점까지 갖춰 차세대 게임 체인저로 급부상하고 있다.


글로벌 전기차 판매가 전체 신차의 25%를 차지할 정도로 배터리 수요가 폭발하면서, 원가 절감과 안전성 확보를 위한 각국의 기술 경쟁은 사활을 건 전면전 양상이다. 일본은 그동안 안전성과 에너지 밀도가 극대화된 '전고체 리튬이온 배터리'의 상용화에 국가적 역량을 쏟아부었으나, 그 사이 중국 기업들은 저렴한 리튬인산철(LFP) 배터리를 무기로 글로벌 전기차 원가 경쟁을 주도하며 NIB의 전기차 탑재까지 발 빠르게 추진하고 있다.

현재 일본 내에는 NIB의 실제 양산 사례가 전무한 상태다. 하지만 NIB 제조 공정이 기존 삼원계 리튬이온 배터리의 생산 프로세스와 매우 흡사해 기존 제조 라인을 상당 부분 공유할 수 있다는 점은 강력한 무기다. 막대한 초기 설비 투자 없이 기존 인프라를 활용해 고성능 NIB의 양산 수율만 안정적으로 끌어올린다면, 글로벌 시장에서의 보급 속도를 단숨에 단축할 수 있는 핵심 경쟁력으로 작용할 전망이다.


이용수 글로벌이코노믹 기자 piscrait@g-enews.com