저렴한 나트륨-이온 배터리의 시대가 드디어 찾아왔다

세계 최대 배터리 제조사 CATL이 두 번째 세대 나트륨-이온 배터리를 공개했습니다. 이 배터리는 전기차 및 에너지 저장 시스템에서 더욱 보편화될 것으로 예상되며, 이는 비용 절감과 화재 위험 감소, 리튬, 코발트, 니켈의 필요성을 줄이는 데 큰 기여를 할 것입니다.

새로운 나트륨-이온 배터리

CATL은 2027년부터 대량 생산을 시작할 두 번째 세대 나트륨-이온 배터리를 11월 18일 발표했습니다. 이 배터리는 킬로그램당 200 와트시의 에너지 밀도를 자랑하며, 이는 2021년에 출시된 첫 번째 세대의 160 와트시에서 개선된 수치입니다. 전기차의 에너지 밀도가 높을수록 주행 거리가 늘어나는 효과가 있습니다.

또한, 11월 21일, 일곱 개의 미국 국립 연구소로 구성된 컨소시엄이 5천만 달러를 투자하여 나트륨-이온 배터리 개발을 가속화하기 위한 새로운 이니셔티브를 발표했습니다. 이 프로젝트는 시카고 지역의 아르곤 국립 연구소가 주도하고 있습니다.

이 두 가지 발표는 정부, 연구자, 기업들이 리튬-이온 배터리의 대안으로 나트륨-이온 배터리를 모색하는 더 큰 흐름의 일환입니다.

나트륨-이온 배터리의 장점과 단점

현재 미국에서는 나트륨-이온 배터리를 사용하는 승용차나 트럭은 판매되지 않고 있지만, 중국 및 중국에서 수입된 차량을 판매하는 일부 국가에서는 나트륨-이온 모델이 이미 출시되고 있습니다.

아르곤 연구소의 배터리 과학자인 벤캇 스리니바산은 “우리가 이 방향으로 나아가는 이유는 매우 간단합니다. 리튬-이온 배터리에 대한 엄청난 수요가 공급망의 제약을 초래했기 때문입니다”라고 설명했습니다. 그는 리튬-이온 배터리에서 자주 사용되는 코발트와 니켈의 문제를 지적했습니다.

나트륨-이온 배터리는 일반 식탁 소금과 바닷물에서 찾을 수 있는 나트륨을 기반으로 하기 때문에, 환경적 부담이 적고 공급망의 제약을 덜 받는 장점이 있습니다. 더욱이, 나트륨-이온 배터리는 극한의 추위에서도 성능이 우수하며, CATL은 새로운 배터리가 -40도에서 작동한다고 밝혔습니다.

하지만 나트륨-이온 배터리는 리튬-이온 배터리에 비해 낮은 에너지 밀도를 가지고 있습니다. 스리니바산은 “물리학적으로 나트륨 배터리는 리튬 배터리보다 본질적으로 낮은 에너지 밀도를 가집니다”라고 덧붙였습니다.

향후 전망

국립 연구소의 이니셔티브는 향후 5년 동안 에너지 밀도가 현재의 리튬-이온 배터리와 동등하거나 더 높아지는 나트륨-이온 배터리 개발을 목표로 하고 있습니다.

현재 리튬-이온 배터리가 시장의 약 99%를 차지하고 있지만, 나트륨-이온 배터리는 2030년까지 140 기가와트시로 생산량이 증가할 것으로 예상됩니다. 이와 함께 리튬-이온 배터리의 생산량은 거의 3배로 증가할 것입니다.

벤더턴의 분석가 캐시 피크는 “나트륨-이온 배터리의 주요 시장 동력은 리튬-이온 배터리와 비용 경쟁력을 갖추는 것입니다”라고 강조했습니다.

나트륨-이온 배터리는 특히 저비용 전기차에서 인기를 얻을 것으로 예상되며, 향후 몇 년 내에 리튬-이온 배터리의 대안으로 자리 잡을 것입니다. 또한, 고급 모델에서는 고 에너지 밀도를 제공하는 전고체 배터리도 등장할 예정입니다.

스리니바산은 “이 기술은 시장에서 공존할 것이며, 전고체 배터리는 주로 고급 모델에서 사용될 것으로 생각됩니다”라고 언급했습니다.

이러한 사항들은 나트륨-이온 배터리가 단순한 대안이 아닌, 빠르게 성장하는 시장 세그먼트가 될 것임을 암시합니다.

이 이야기는 Inside Climate News에서 처음 보도되었습니다.