전기차용 배터리 시장의 키워드로 '가성비'가 주목받는 가운데 중국이 '나트륨 이온'을 활용해 원가를 대폭 낮춘 새로운 배터리를 선보였다. 중국이 가성비 강자인 리튬인산철(LFP) 배터리로 시장을 선도하는데 나트륨 배터리도 내놓자 국내 배터리업계가 잔뜩 긴장하고 나섰다.

9일 배터리업계에 따르면 전 세계 전기차용 배터리 1위 기업인 중국 CATL이 최근 중국 체리자동차에 나트륨 이온 배터리를 납품하기로 했다. 기존 리튬 이온 배터리에서는 리튬이 양극과 음극을 오가며 전기를 만들었는데, 비싼 리튬을 저렴한 나트륨으로 대체한 배터리가 '나트륨 배터리'다.

나트륨은 식탁에 오르는 소금(염화나트륨·NaCl)의 주성분인 만큼 흔한 원소다. 그간 배터리 제작에 필수로 쓰여온 리튬 대비 가격이 80분의 1로 저렴한 데다 400배가 넘는 풍부한 매장량을 자랑한다.

나트륨 이온 배터리는 양극과 음극, 전해질과 분리막의 구조에서 리튬 이온 배터리와 유사하다. 다만 리튬 대신 나트륨이 들어가는 만큼 양극과 음극재에 들어가는 소재가 달라진다. 리튬 배터리에는 동박이 사용되지만 나트륨 배터리에는 알루미늄박이 사용되는 식이다. 배터리업계에서는 나트륨 배터리가 기존 리튬 배터리보다 30~40% 저렴할 것으로 보고 있다.

CATL 측은 "나트륨 배터리 에너지 밀도는 리튬 배터리의 40% 수준"이라며 "대신 상온에서 15분 만에 80% 충전이 가능하고, 영하 20도에서도 90% 이상 성능을 발휘한다"고 밝혔다. CATL은 나트륨 배터리에 대한 연구개발을 지속해 에너지 밀도를 현재 리튬 배터리의 40% 수준에서 70%까지 끌어올린다는 방침이다. 한국 배터리·소재 기업들은 중국의 나트륨 배터리 상용화에 잔뜩 긴장하는 분위기다. 배터리업계 관계자는 "중국 기업은 이미 LFP 배터리의 가성비를 앞세워 글로벌 시장을 제패했다"며 "한국 배터리 기업은 과거 LFP 배터리를 '싸구려' 취급했지만 배터리에서 가성비가 중요하게 부각되자 뒤늦게 개발에 뛰어들었다"고 설명했다.

한국 배터리 기업은 리튬과 니켈·코발트·망간·알루미늄(NCMA) 등을 원료로 한 삼원계 배터리의 강자다. 특히 니켈 비중을 80~90% 이상으로 끌어올려 출력과 주행 거리를 늘린 프리미엄군 제품에서는 확실한 경쟁 우위를 갖고 있다. 다만 리튬이나 니켈, 코발트 등 배터리 핵심 부품의 가격이 비싸 가성비 측면에서는 중국에 밀린다. 여기에 테슬라 등 자동차 업체는 가격 인하 경쟁을 펼치고 있어 전기차 가격의 70%가량을 차지하는 배터리 가격 낮추기가 중요한 과제가 됐다.

다시 상승하기 시작한 리튬 가격도 한국 배터리업계에는 부담이다.

한국광해광업공단에 따르면 탄산리튬 가격은 지난해 11월을 고점으로 하락을 이어오다 최근 ㎏당 2만9077원(155.7위안)을 저점으로 반등했다. 가장 최근 거래일인 8일에는 ㎏당 3만3000원(174.5위안)까지 올랐다.

국내 배터리 3사는 우선 LFP 배터리 시장에 진출하는 한편, 강점이 있는 NCM계 배터리 연구를 강화하는 전략을 세우고 있다.

LG에너지솔루션은 망간 비중을 높인 '망간 리치' 배터리로 대응을 준비하고 있다. SK온과 삼성SDI는 원가 경쟁력을 강화하기 위해 코발트를 사용하지 않는 '코발트 프리' 제품을 개발하고 있다. SK온은 2025년 개발 목표로, 지난 3월 '인터배터리' 전시회에서 시제품을 선보이기도 했다.

[송민근 기자]