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나트륨 배터리, 리튬 배터리 대항마로 부상…국내 기업도 개발 나서

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나트륨 배터리, 리튬 배터리 대항마로 부상…국내 기업도 개발 나서

중국 최대 전기차 배터리 제조업체 CATL이 개발한 나트륨이온 배터리 시제품. 사진=CATL이미지 확대보기
중국 최대 전기차 배터리 제조업체 CATL이 개발한 나트륨이온 배터리 시제품. 사진=CATL
나트륨 이온 배터리(SIB)는 최근 전기차 및 에너지 저장 시스템용 충전 배터리 부문에서 지배적인 리튬 이온 배터리의 대안으로 점점 떠오르고 있다.

SIB 용량은 최근 몇 년 급격히 증가하고 있다. 시장 예측에 따르면 SIB 시장은 향후 10년간 연평균 27%씩 성장할 것으로 예상된다. 연간 생산량은 2025년 10GWh에서 2033년 약 70GWh로 약 600% 증가할 전망이다.
SIB는 비용 효율성과 풍부함이라는 장점이 있다. 나트륨은 리튬보다 훨씬 풍부하고 저렴하다. 리튬의 가격은 탄산리튬 기준으로 톤당 약 3만 5000달러인데 비해 나트륨은 미터톤당 약 290달러에 불과하다. 이는 20배의 비용 절감 효과를 얻을 수 있다.

전 세계적으로 나트륨 매장량은 리튬보다 440배 더 풍부하고 비용은 리튬 가격의 1/80에 불과해 채굴 및 정제 과정이 상대적으로 단순하다.

또한, SIB는 리튬 이온 배터리보다 안전하다는 평가를 받고 있다. 극한의 온도에서 안정적이고 화재 위험이 낮은 점이 주목받고 있다.

그간 전기차에서 SIB는 에너지 밀도가 낮아 대중성에 문제가 있었지만, 크게 개선됐다. 노스볼트의 SIB는 킬로그램당 160와트시(Wh/kg)의 에너지 밀도에 도달했다. 이는 표준 리튬 배터리의 밀도에 근접한 것이다.

이런 장점으로 인해 SIB는 전기차 시장에 점점 더 주목받고 있다. 특히 저가형 전기차나 대중교통 차량에 적합한 것으로 평가된다.

이에, 글로벌 배터리 제조사들은 SIB 개발에 적극적으로 나서고 있다. 중국에서는 CATL이 이미 양산을 시작했으며, BYD도 곧 양산을 시작한다.

CATL은 SIB 선도자로서 이미 전기차용 SIB를 생산 중이며, 배터리 셀 가격이 차량당 5500~9200달러 낮아질 것이라고 예상한다. BYD도 연간 30GWh를 생산할 수 있는 14억 달러 규모의 SIB 공장을 건설 중이다.

이에, 리튬 이온 배터리의 강자인 LG에너지솔루션, SK온, 삼성SDI 등 한국 배터리 제조사들도 저렴한 전기차 생산을 위해 SIB 개발에 나서고 있다.

미국과 EU의 전기차 제조업체들도 상대적으로 저렴한 SIB 배터리에 주목하고 있다. 특히 아직 차량 가격이 비싸다는 지적이 많아 저렴한 전기차 수요를 늘리려는 전략에서는 SIB가 유효한 수단이라는 진단이 힘을 얻고 있다.

SIB의 상용화는 전기차 시장의 경쟁 구도를 변화시킬 것으로 예상된다. SIB는 리튬 이온 배터리보다 저렴하고 안전해서, 내연차에 비해 여전히 비싼 전기차의 가격을 낮출 수 있어 대중화를 앞당길 수 있는 대안으로 여겨지고 있다.


박정한 글로벌이코노믹 기자 park@g-enews.com