"기존 배터리 2배 밀도"… 中 체리자동차, '전고체 배터리' 내년 테스트 돌입

중국 최대 승용차 수출 완성차 기업인 체리자동차(Chery Automobile·치루이치처)가 내년부터 차세대 '꿈의 배터리'로 불리는 전고체 배터리의 실차 탑재 테스트를 전격 시작하며 글로벌 전기차 산업의 패러다임 전환을 선도하겠다고 선언했다.

기존 액체 리튬이온 배터리의 두 배에 달하는 킬로그램당 400와트시(Wh/㎏)급 고에너지 밀도 배터리를 앞세워 주행거리를 획기적으로 늘리는 동시에, 전기차 화재의 근본 원인인 가연성 액체 전해액을 완전히 제거해 '절대적 화재 안전성'을 검증받겠다는 승부수다.

9월 5일(현지시각) 홍콩 영자 일간지 사우스차이나모닝포스트(SCMP) 보도에 따르면, 중국 안후이성에 본사를 둔 국영 체리자동차의 인통위(Yin Tongyue) 회장은 쓰촨성 이빈에서 개최된 '세계 파워 배터리 컨퍼런스(World Power Battery Conference)' 기조연설을 통해 향후 2년간 차세대 배터리 R&D에 총 100억 위안(약 2조 118억 원)을 전격 투자하고, 전문 연구 인력 1,200명을 집중 투입하겠다고 발표했다.

인 회장은 "현재 체리자동차 내부에서 다각적인 차세대 배터리 기술 로드맵이 정밀하게 수립되고 있다"며 "차량의 안전성이 100% 완벽하게 검증되지 않는 한 양산차에 조기 탑재하지 않는다는 대원칙 아래, 내년부터 본격적인 전고체 배터리 실차 시험 주행에 돌입할 것"이라고 강조했다.

체리자동차가 내년 실차 테스트에 투입할 전고체 배터리는 전극 사이에서 이온을 전달하는 전해질을 액체나 젤 형태가 아닌 단단한 고체 물질로 대체한 혁신 제품이다.

인 회장이 공개한 스펙에 따르면, 해당 배터리의 에너지 밀도는 400Wh/㎏에 달해 현재 도로 위를 달리는 일반 양산형 전기차 배터리의 평균 수치 대비 2배에 육박한다.

배터리 팩 부피와 무게를 획기적으로 줄이면서도 1회 충전 시 주행거리를 1,000㎞ 이상으로 대폭 끌어올릴 수 있는 수준이다.

더욱 중요한 강점은 안전성이다.
고체 전해질은 가연성 유기 용매를 사용하지 않기 때문에 충돌로 인한 물리적 파손이나 외부 충격, 과충전 시에도 열폭주가 일어나지 않아 과열이나 화재, 폭발 위험이 원천적으로 억제된다.

현재 글로벌 완성차 시장에서는 상하이에 본사를 둔 니오(NIO) 등 극소수 프리미엄 브랜드가 액체와 고체를 혼합한 반고체(Semi-solid) 배터리를 제한적으로 장착하고 있을 뿐, 완전한 고체 전해질 기반 배터리를 대량 양산차에 적용한 제조사는 전무한 실정이다.


이번 체리자동차의 공격적인 테스트 계획은 세계 1위 배터리 제조사인 CATL(닝더스다이)의 보수적인 양산 전망과 정면으로 대비되며 업계의 비상한 관심을 끌고 있다.

앞서 로빈 쩡(쩡위춘) CATL 회장은 지난 6월 글로벌 포럼에서 "전고체 배터리의 진정한 대량 양산 및 상업화는 2030년 이전에는 달성하기 어렵다"고 선을 그은 바 있다.

쩡 회장은 배터리 기술 성숙도를 1부터 9까지의 단계로 나눌 때 전고체 기술은 여전히 계면 저항과 이온 전도도 한계로 인해 '4단계' 수준에 머물러 있다고 진단했다.

상하이 소재 자동차 산업 컨설팅사 수오레이(Suolei)의 에릭 한(Eric Han) 수석 매니저는 "글로벌 1위 배터리사와 선도 완성차 기업 간의 이러한 엇갈린 시각과 타임라인 격차는 전기차 구매를 고려하는 소비자들의 이목을 더욱 집중시킬 것"이라고 분석했다.


전고체 배터리의 기술적 잠재력에도 불구하고 전문가들은 '상업적 양산 단가'가 대중화의 최대 걸림돌이라고 지적한다.

인통위 회장은 이번 발표에서 전고체 배터리가 장착된 체리자동차의 공식 시판 시기와 출고 가격에 대해서는 말을 아꼈다.

전고체 배터리는 고가의 희귀 소재(황화물계, 산화물계 등)와 극도의 정밀도를 요구하는 건식 전극 공정 등으로 인해 초기 제조 원가가 기존 리튬이온 배터리 대비 서너 배 이상 높게 형성될 수밖에 없다.

에릭 한 매니저는 "기술적 완성도가 확보된다 하더라도 일반 소비자들이 기꺼이 지갑을 열 수 있을 만큼 배터리 제조 원가를 기존 NCM(삼원계)이나 LFP(리튬인산철) 수준으로 낮추지 못한다면 대중적인 전동화 전환을 이끌기 어렵다"며 "원가 절감과 대량 양산 공정 구축이 체리자동차의 성패를 가를 핵심 시험대"라고 지적했다.

체리자동차의 전고체 배터리 실차 테스트 착수는, 향후 ‘토요타, 폭스바겐, 현대차 등 글로벌 완성차 메이커들이 2027~2030년 상용화를 목표로 치열하게 벌이고 있는 차세대 전고체 주도권 경쟁에서 중국 완성차 진영이 조기 실증을 통해 기술 표준을 선점하려는 강력한 드라이브’이자 ‘LFP에 편중되어 있던 중국 배터리 밸류체인이 하이엔드 차세대 화학 솔루션 영역까지 영토를 넓히는 결정적 분기점’으로 작용할 전망이다.


신경원 글로벌이코노믹 기자 shincm@g-enews.com