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한국 나트륨 이온 배터리, CATL ‘Naxtra’와 기술 격차 해부

일반 리포트 2025년 04월 25일
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목차

  1. 요약
  2. 글로벌 기술 동향
  3. 한국 기업 연구 및 상용화 현황
  4. 정부 지원 및 정책 추진
  5. 결론

1. 요약

  • 2025년 4월 22일, 세계 최대 배터리 제조사인 CATL은 상하이에서 열린 '테크 데이'에서 2세대 나트륨 이온 배터리 'Naxtra'를 공개했습니다. 이 배터리는 에너지 밀도 175Wh/kg을 바탕으로 5분 충전으로 최대 520km를 주행할 수 있는 초고속 충전 기술을 적용하였습니다. CATL의 회장 쩡위친은 'Naxtra'가 리튬인산철(LFP) 배터리 시장의 절반을 대체할 가능성이 크다고 언급하며, 올해 하반기부터 본격적인 양산이 예정되어 있다고 밝혔습니다. 이는 전 세계적으로 나트륨 이온 배터리 시장에서의 기술 격차 및 경쟁 양상을 크게 변화시킬 것으로 기대됩니다.

  • 국내 배터리 기업인 LG에너지솔루션, 삼성SDI, SK온 등은 2030년 이전 상용화를 목표로 활발한 연구개발을 진행 중입니다. 특히, LG에너지솔루션은 차세대 배터리 콘퍼런스에서 나트륨 이온 배터리 R&D 목표를 재확인하며, 고용량 양극재 개발과 건식 전극 기술 도입을 통해 생산 비용을 절감하고 있습니다. 대학과 연구기관에서도 관련 기술 개발이 이루어지고 있으며, 중장기적으로 나트륨 이온 배터리 기술의 상용화 가능성을 탐구하고 있습니다.

  • 한국 정부는 나트륨 이온 배터리 기술 개발을 포함한 배터리 산업에 대한 강력한 지원을 아끼지 않고 있으며, 매년 수천억 원의 연구개발 예산을 배정하고 있습니다. 이는 탄소 중립 목표를 위한 정책적 배경에서 비롯된 것으로, 여러 연구기관과의 협력 연구를 통해 상용화와 안전성 검증을 동시에 추진하고 있습니다. 이러한 정부의 노력이 국내 배터리 기업들의 경쟁력 강화를 위한 중요한 요소가 되고 있습니다.

2. 글로벌 기술 동향

  • 2-1. CATL ‘Naxtra’ 출시 개요

  • 2025년 4월 22일, 중국의 전기차 배터리 제조업체 CATL은 상하이에서 열린 '테크 데이' 행사에서 2세대 나트륨 이온 배터리 'Naxtra'를 공개했다. 'Naxtra'는 에너지 밀도 175Wh/kg으로 기존 리튬인산철(LFP) 배터리와 유사한 성능을 발휘하며, 5분 충전으로 최대 520km를 주행할 수 있는 초고속 충전 기술을 갖추고 있다. CATL의 회장 쩡위친은 이 배터리가 LFP 배터리 시장의 절반을 대체할 가능성이 크다고 밝혔으며, 올해 하반기부터 본격적인 양산에 들어갈 예정이라고 덧붙였다.

  • 'Naxtra'는 2021년에 처음 발표된 1세대 나트륨 이온 배터리에 이어 출시된 제품으로, 저온에서도 우수한 성능을 유지할 수 있어 다양한 환경에서의 사용이 가능하다. 특히 CATL은 'Naxtra'를 중장비 차량의 스타터 배터리에 적용하여 6월부터 생산을 시작하고, 12월에는 전기차와 하이브리드 차량용 대형 배터리로 확대할 계획이다.

  • 2-2. 나트륨 이온 배터리 주요 성능

  • 나트륨 이온 배터리는 리튬이온 배터리에 비해 소재의 안정성 및 가격 면에서 유리한 특성을 지니며, 특히 환경적인 장점이 부각되고 있다. 나트륨은 지구상에 풍부하게 존재하여 원재료 비용이 낮고, 전기화학적 특성 덕분에 화재 위험이 적다. 또한, 'Naxtra'는 영하 40도에서도 90% 이상의 충전량을 유지할 수 있어 저온에서의 성능 저하가 거의 없다는 장점을 제공한다.

  • 이 외에도 CATL은 전통적인 배터리의 단점을 해결하기 위해 배터리 회수 및 재활용 대응책에도 심혈을 기울이고 있으며, 이를 통해 긴 사용 수명을 보장하고 수리 비용을 절감하는 데 기여하고 있다.

  • 2-3. 시장 주도권 경쟁 양상

  • CATL의 'Naxtra' 배터리 출시는 전세계 나트륨 이온 배터리 시장에서의 경쟁 구도를 변화시킬 것으로 예상된다. CATL이 기술적 우위를 점하고 있는 가운데, LG에너지솔루션, 삼성SDI, SK온 등 한국 기업들은 여전히 나트륨 이온 배터리 상용화를 위해 다양한 연구개발을 진행하고 있다. 그러나 CATL이 이미 대량 생산 단계에 들어간 만큼, 한국 기업들이 기술 격차를 좁히기 위해 더욱 빠른 대응이 필요하다는 목소리가 커지고 있다.

  • 시장 분석가들은 CATL이 올해 67종 이상의 전기차 모델에 새로운 배터리를 적용할 계획이라고 밝혔으며, 이는 전기차 산업의 빠른 진화를 상징한다. 한국 기업들도 저압 소듐이온 배터리 개발 등을 통해 경쟁력을 유지하려고 하고 있지만, 기술 상용화가 더딘 상황이다. 따라서, CATL의 혁신에 대응하기 위한 전략적인 접근이 중요해졌다.

3. 한국 기업 연구 및 상용화 현황

  • 3-1. 국내 연구기관·기업 R&D 동향

  • 한국은 나트륨 이온 배터리에 대한 연구개발을 2010년대 중반부터 활발히 진행해 왔습니다. 주요 대학과 연구기관에서는 나트륨 이온 배터리의 기초소재 연구 및 기술 개발이 이어지고 있습니다. 숙명여대, 울산과학기술원(UNIST), 카이스트(KAIST), 광주과학기술원(GIST) 등의 기관들이 이러한 연구에 참여하였으며, 이들은 나트륨이온 배터리 기술의 상용화 가능성을 탐색하고 있습니다. 특히, 에코프로비엠과 같은 기업들은 나트륨 이온 배터리(Sodium-ion Battery, SIB) 기술 개발을 구체화하면서 2026년 양산을 목표로 고객사와 협의를 진행하고 있습니다. 또한, 이 기업은 산업통상자원부가 지원하는 프로젝트에 참여하여 나트륨이온 배터리 양극 소재 개발에 힘쓰고 있습니다.

  • 3-2. LG에너지솔루션의 상용화 목표

  • LG에너지솔루션은 나트륨 이온 배터리 상용화를 2030년 이전으로 설정하고 매우 적극적인 R&D를 진행 중입니다. 손권남 차세대전지개발센터장은 최근 차세대 배터리 콘퍼런스에서 이러한 목표를 재확인했으며, 현재 고용량 양극재 연구에 집중하고 있습니다. LG에너지솔루션은 나트륨 이온 배터리 제작에 있어 리튬 이온 배터리의 생산 공정을 그대로 유지할 수 있다는 장점을 강조하며, 생산 비용을 낮추기 위한 건식 전극 기술도 도입할 계획입니다. 이러한 기술들은 나트륨 이온 배터리의 경쟁력을 더욱 높이는 요소로 작용할 것입니다.

  • 특히, LG는 나트륨 이온 배터리의 에너지 밀도가 리튬인산철(LFP) 배터리 수준으로 개선될 것으로 전망하고 있어 시장에서의 경쟁력을 기대하고 있습니다.

  • 3-3. 기술 수준 및 상용화 전망

  • 현재 나트륨 이온 배터리는 리튬 이온 배터리와 비교했을 때 아직 에너지 밀도와 사이클 수명에서 단점을 지니고 있지만, 원자재의 안정성과 저렴함 덕분에 공급망의 리스크에서 벗어나 있는 강점을 가지고 있습니다. 리튬보다 나트륨은 지구에서 보다 풍부하게 존재하며, 가격 또한 상대적으로 저렴하기 때문에 사업자들에게 장기적인 경제성이 높지 않은 전지 선택 시 유리합니다.

  • 현재 CATL이 공개한 2세대 나트륨 이온 배터리는 기존의 문제점을 상당 부분 해결한 것으로 평가받고 있으며, LG에너지솔루션 및 삼성SDI 등의 한국 업체들도 늦지 않게 상용화 시점을 확보하기 위해 기술 개발에 돌입했습니다. 나아가, SNE리서치의 전망에 따르면 2035년까지 나트륨 이온 배터리 시장은 약 142억 달러 규모로 성장할 것으로 예상되고 있으며, 이는 한국 기업들에게 커다란 기회를 제시하는 것입니다.

4. 정부 지원 및 정책 추진

  • 4-1. 정부 차원의 지원 현황

  • 현재 한국 정부는 배터리 산업을 전략 산업으로 지정하고, 나트륨 이온 배터리 기술 개발을 포함한 다양한 연구개발(R&D) 분야에 대한 지원을 강화하고 있습니다. 이는 국가 경제의 미래 성장 동력을 확보하기 위한 정책의 일환으로 분석됩니다. 예를 들어, 정부는 배터리 기술의 상용화를 가속화하기 위해 2023년부터 매년 수천억 원 규모의 연구개발 예산을 배정하고 있으며, 이를 통해 국내 기업과 연구기관의 협력 연구를 유도하고 있습니다.

  • 또한, 한국 정부는 2030년까지 탄소 중립 목표를 달성하기 위해 에너지 저장 기술의 발전을 중요하게 여기고 있으며, 이를 위한 다양한 정책과 투자 계획을 발표하였습니다. 예를 들어, 나트륨 이온 배터리와 같은 대체 전지 기술의 연구 지원을 통해 전기차와 에너지 저장장치(ESS) 시장에서의 경쟁력을 높이고자 노력하고 있습니다.

  • 최근에는 '지속 가능한 배터리 기술개발 계획'을 수립하여 나트륨 이온 배터리 기술의 상용화 및 안전성 검증을 위한 연구 지원을 확대하고, 대학 및 연구소와의 협업을 긴밀히 추진하고 있습니다.

  • 이와 같이 정부의 지원은 한국 기업들이 글로벌 배터리 시장에서 경쟁력을 강화하는데 필수적인 요소로 작용하고 있습니다.

  • 4-2. 정책·펀드 운용 상황

  • 한국 정부는 배터리 산업의 발전을 위해 다양한 정책 기반을 마련하고 있으며, 이를 통해 정책적 펀드가 운용되고 있습니다. 특히, '전지 산업 발전 특별법'에 따라 설정된 재정 지원 프로세스는 기업들이 필요로 하는 자금을 조달하는 데 중요한 역할을 하고 있습니다.

  • 현재, 정부는 나트륨 이온 배터리 등의 차세대 배터리 기술에 대한 연구개발 프로젝트에 출자하는 펀드를 운영하고 있으며, 이를 통해 기업들이 실증 단계를 거쳐 상용화를 이루는 데 필요한 자금을 지원하고 있습니다. 이 펀드는 벤처 캐피탈뿐만 아니라 대기업, 중소기업 등 다양한 주체들이 참여할 수 있도록 설계되어 있어, 한국의 배터리 기술 생태계를 더욱 풍부하게 만드는 효과가 기대되고 있습니다.

  • 또한, 실증 시험 및 인증을 위한 테스트베드 제공이 정책적으로 추진되고 있으며, 이를 통해 기업들은 나트륨 이온 배터리의 성능과 안전성을 검증할 수 있는 환경이 마련되고 있습니다. 이러한 정책적 지원은 국내 배터리 기업들이 해외 시장에서 경험을 쌓고 국제 경쟁력을 갖추는 데 필수적입니다.

결론

  • 현재 글로벌 배터리 시장에서는 전기차 및 에너지 저장장치(ESS) 수요의 증가로 나트륨 이온 배터리 간의 경쟁이 심화되고 있습니다. CATL이 선보인 'Naxtra'는 상용화 임박 단계에 있어 기술적 우위를 갖추고 있으며, 이는 한국 기업들에게도 큰 도전입니다. 그러나 LG에너지솔루션과 같은 주요 기업들이 선제적으로 기술 개발에 매진하고 있기 때문에, 이 격차는 점차 줄어들 것으로 보입니다.

  • 향후 한국 기업들은 CATL의 혁신에 발맞추기 위해 양산 경험을 축적하고, 공급망의 안정화를 이루며, 배터리 안전성을 검증하는 데 힘써야 합니다. 이러한 노력은 한국 배터리 기업들이 글로벌 시장에서의 입지를 강화하는 데 필수적인 요소로, 성공적인 시장 진입을 위해 전략적인 접근이 요구됩니다.

  • 또한, 정부는 이러한 기업들의 성장을 뒷받침하기 위해 R&D 투자 확대와 실증 테스트베드 제공, 표준 및 인증 지원 등의 정책을 지속적으로 추진해야 합니다. 이는 국내 배터리 기술의 경쟁력을 높이고, 최종적으로는 글로벌 시장에서의 영향력을 증대시키는 데 기여할 것입니다. 향후 나트륨 이온 배터리 시장은 한국 기업들에게 큰 기회를 제공할 것으로 예상되며, 이에 따른 전략적 대응이 필수적입니다.

용어집

  • 나트륨 이온 배터리: 리튬이온 배터리에 비해 나트륨을 음극재로 사용하는 배터리로, 원료의 안정성과 저렴함에서 장점을 지니며, 환경적 장점이 두드러진다. 나트륨은 지구상에 풍부하게 존재해 가격이 낮고, 화재 위험이 적어 안전성이 높다.
  • Naxtra: 세계 최대 배터리 제조사 CATL이 2025년 4월 22일에 공개한 2세대 나트륨 이온 배터리로, 에너지 밀도 175Wh/kg을 유지하며 5분 충전으로 최대 520km를 주행할 수 있는 초고속 충전 기술을 탑재하고 있다.
  • CATL: 중국의 전기차 배터리 제조업체로, 나트륨 이온 배터리 'Naxtra'를 생산하여 글로벌 배터리 시장에서 기술적 우위를 점하고 있다. 현재 CATL은 60종 이상의 전기차 모델에 새로운 배터리를 적용할 계획이다.
  • LG에너지솔루션: 한국의 주요 배터리 제조업체로, 2030년 이전 나트륨 이온 배터리 상용화를 목표로 연구개발을 활발히 진행 중이다. 나트륨 이온 배터리의 생산 비용을 낮추기 위한 건식 전극 기술을 도입할 계획이다.
  • 삼성SDI: 한국의 또 다른 주요 배터리 제조업체로, CATL의 나트륨 이온 배터리와의 기술 격차를 줄이기 위해 연구개발에 주력하고 있다.
  • SK온: 한국의 배터리 제조업체로, 나트륨 이온 배터리의 상용화를 위해 기술 개발에 동참하고 있으며, 주요 전기차 및 에너지 저장장치 시장의 경쟁력을 높이기 위해 노력하고 있다.
  • 상용화: 나트륨 이온 배터리 기술의 시장 투입을 의미하며, LG에너지솔루션과 같은 기업들이 2030년 이전 상용화를 목표로 연구개발을 진행하고 있다.
  • 초고속충전: 나트륨 이온 배터리가 5분 만에 충전하여 최대 520km를 주행할 수 있는 기술로, 이로 인해 전기차의 주행 가능성이 크게 확대된다.
  • 연구개발 (R&D): 나트륨 이온 배터리 기술의 성능 향상 및 상용화를 위한 과학적 연구와 실험 과정을 의미하며, 여러 대학과 연구소에서 활발히 진행되고 있다.
  • 정책지원: 한국 정부가 나트륨 이온 배터리 기술 개발을 포함한 배터리 산업에 대한 지원을 강화하는 것으로, 매년 수천억 원의 연구개발 예산이 배정되고 있다.
  • 에너지 저장장치 (ESS): 전기 에너지를 저장해 필요 시 이를 방출할 수 있는 장치를 의미하며, 나트륨 이온 배터리는 이러한 ESS 응용 가능성에서 시장 경쟁력을 높일 수 있는 주요 기술로 간주된다.
  • 공급망: 원자재부터 최종 제품에 이르는 모든 단계의 공급 체계를 의미하며, 나트륨 이온 배터리는 나트륨 원료의 안정성으로 공급망 리스크에서 벗어난 강점을 지닌다.
  • 기술경쟁: 글로벌 배터리 시장에서는 나트륨 이온 배터리와 리튬 이온 배터리 간의 경쟁이 심화되고 있으며, 기업들은 기술 개발을 통해 시장에서의 우위를 점하고자 노력하고 있다.

출처 문서