성능 높이는 한국... 가격 낮추는 중국 전기차배터리 주도권 경쟁 승자는?

글로벌시장 1위 중국 CATL

"나트륨이온배터리 내년 상용화"

LG에너지솔루션·삼성SDI는

안전성·주행거리·충전속도 '업'

전고체 배터리 개발에 집중

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글로벌 전기차 배터리 시장에서 1위를 기록 중인 중국의 CATL이 리튬인산염철(LFP) 배터리보다 가격을 더 낮춘 나트륨이온배터리 상용화를 추진하며 배터리 시장 선점에 나선다. LG에너지솔루션, 삼성SDI 등 국내 배터리 3사는 안정성, 주행거리 등을 모두 갖춰 꿈의 배터리로 불리는 전고체 배터리 개발을 적극 추진하며 미래 배터리 시장을 주도할 계획이다. 

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■中 나트륨이온배터리 상용화 나서 

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26일 SNE리서치 및 관련업계에 따르면 CATL은 지난 7월 말 공개한 나트륨이온배터리 상용화를 1년 앞당겨 내년 중 상업가동을 목표로 하고 있는 것으로 알려졌다. 

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CATL은 지난 7월 말 세계 주요 전기차 배터리 업체 가운데 처음으로 나트륨이온배터리를 공개했다. 이 배터리의 셀 에너지 밀도는 160Wh/㎏으로 급속충전을 통해 실온에서 15분 만에 전력의 80%를 충전할 수 있는 것으로 알려졌다. CATL은 차세대 나트륨이온배터리에서는 에너지밀도 200Wh/㎏을 넘길 계획이다. 

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그동안 CATL 등 중국 배터리 업체들은 3원계인 니켈·코발트·망간(NCM) 배터리와 4원계인 니켈·코발트·망간·알루미늄(NCMA) 배터리보다 성능은 떨어지지만 안정성이 높고 원료 가격이 저렴한 LFP 배터리에 주력해왔다. 전기차 화재로 배터리 안정성 이슈가 부각되면서 글로벌 완성차 업체들의 LFP 적용이 늘고 있는 데 따른 것이다. 실제로 테슬라는 최근 LFP 배터리를 탑재한 모델3를 미국 시장에서 판매하고 있다. CATL은 나트륨이온배터리를 통해 LFP 배터리보다 가격을 낮추고 안정성은 더 높일 계획이다. 장기적으로는 나트륨이온배터리와 리튬이온배터리를 결합한 혼용 배터리인 'AB배터리'를 출시할 방침이다. 

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■韓 전고체 배터리 개발 박차 

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국내 배터리 기업들은 안정성, 주행거리, 빠른 충전 등을 모두 갖춰 배터리 시장 '게임 체인저'로 불리는 전고체 상용화에 박차를 가하고 있다. 

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이와 관련, LG에너지솔루션은 최근 미국 샌디에이고대(UCSD)와 공동연구로 기존 60도 이상에서만 충전이 가능했던 기술적 한계를 넘어 상온에서도 빠른 속도로 충전이 가능한 장수명 전고체 배터리 기술을 개발했다. 실리콘을 적용한 전고체 배터리 중 상온에서 충·방전 수명이 500회 이상은 처음이다. 

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500번 이상의 충전과 방전 이후에도 80% 이상의 잔존용량을 유지하고, 현재 상용화된 리튬이온 배터리에 비해 에너지 밀도도 약 40% 높이는 것이 가능했다는 설명이다. 

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삼성SDI는 삼성종합기술원, 일본삼성연구소(SRJ)와 함께 오는 2027년 상용화를 목표로 전고체 배터리를 연구하고 있다. 지난해 3월 삼성전자 종합기술원은 1회 충전으로 주행거리 800㎞, 1000회 이상 충방전이 가능한 전고체 배터리 연구결과를 공개하기도 했다. 

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SK이노베이션은 노벨화학상 수상자인 존 굿이너프 미국 텍사스대 교수와 함께 전고체 배터리 중 하나인 리튬메탈 배터리를 연구하고 있다.