CATL이 꺼내 든 전고체 배터리 카드, 2027년 소량 생산의 진실

중국 최대 배터리 기업 CATL이 전고체 배터리 개발 속도를 높이며 시장의 이목을 끌고 있다. 기존의 검증 단계를 넘어 실제 샘플 시험 생산에 착수하면서 차세대 배터리 상용화 경쟁에 불을 지피는 모양새다.

중국 전기차 전문 매체 카뉴스차이나는 10월 28일(현지시각) CATL이 전고체 배터리 개발에서 20Ah 샘플 시험 단계로 진입했다고 보도했다. 보도에 따르면 CATL은 오는 2027년 소량 생산을 목표로 설정했으며, 2030년경 대규모 생산 체제를 구축한다는 계획이다.


중국 자동차 매체 와이오토는 CATL이 기존 10Ah급 검증 플랫폼을 성공적으로 마치고 20Ah 샘플 시험 단계로 이행했다고 보도했다. CATL은 지난 27일 선전 증권거래소 후둥이 플랫폼에서 진행된 투자자 질의응답을 통해 이 같은 개발 진척 상황을 공개했다. 현재 1000명 이상의 대규모 개발 인력이 투입되었으며, 목표로 하는 에너지 밀도는 약 500Wh/kg 수준이다.
다만 이번 발표에서 제시된 수치가 최종 양산형 셀에 적용될 확정 사양인지는 확인되지 않았다. 구체적인 시범 생산 규모나 완성차 고객사, 해당 배터리가 탑재될 차량의 출시 시점 역시 베일에 가려져 있다. 로빈 쩡 CATL 회장은 앞서 자사 전고체 배터리 기술의 준비도를 9단계 척도 중 4단계로 진단한 바 있다.


배터리 업계에 따르면 CATL의 전고체 배터리 프로그램은 황화물계 전해질을 기반으로 설계됐다. 황화물 전해질은 리튬 이온을 빠르게 전달하는 장점을 지닌다. 그러나 충전과 방전이 반복되는 과정에서 전극이 팽창하고 수축하여 계면이 손상되는 문제가 발생한다. 셀을 안정적으로 설계하려면 접촉 압력과 계면 저항을 제어하는 기술 확보가 필수적이다.

황화물 소재는 수분과 접촉할 경우 독성 가스인 황화수소를 유발할 수 있다. 이 때문에 제조 공정 전반에서 엄격한 습기 차단 환경을 조성하는 일이 상업 생산의 성패를 가르는 요건으로 꼽힌다.

500Wh/kg에 달하는 높은 에너지 밀도를 구현하려면 리튬 금속이나 무음극 설계 등 고용량 음극 구조가 요구되나, CATL은 이번 업데이트에서 구체적인 음극 구성 방식을 밝히지 않았다.

에너지 밀도는 배터리의 성능을 가늠하는 여러 지표 가운데 하나일 뿐이다. 내구성, 제조 수율, 비용 절감, 안전성, 실제 주행 환경에서의 성능 등 모든 요소가 양산 차량 적합성을 판가름하는 기준이 된다.

CATL 앞에 놓인 가장 큰 숙제는 연구실 수준의 기술을 반복 생산이 가능하고 비용 경쟁력을 갖춘 양산 체제로 탈바꿈하는 일이다.


진형근 글로벌이코노믹 기자 jinwook@g-enews.com