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K-배터리의 반격: CATL ‘낙스트라’와 한국 나트륨 이온 배터리 기술 현황

일반 리포트 2025년 04월 29일
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목차

  1. 요약
  2. CATL ‘낙스트라’ 기술 혁신 현황
  3. 한국 기업의 나트륨 이온 배터리 개발 동향
  4. 한국 배터리 업계의 시장 전략과 대응
  5. 정부 지원 및 국책 과제 현황
  6. 결론

1. 요약

  • 2025년 4월 29일 기준으로, 중국의 CATL은 차세대 나트륨 이온 배터리 브랜드 ‘낙스트라(Naxtra)’를 공개하며 전기차 및 에너지 저장 장치(ESS) 시장에 큰 변화를 예고하고 있다. 이 브랜드는 에너지 밀도 175Wh/kg 및 5분 충전으로 520km 주행이 가능한 성능을 자랑하며, CATL은 이 배터리를 2025년 12월부터 대량 양산할 계획이다. CATL은 2021년 세계 최초로 나트륨 이온 배터리를 상용화한 이후 약 4년 만에 심화된 기술력을 기반으로 하여 새로운 모델을 선보임으로써 경쟁력을 더욱 강화하고 있다.

  • 현재 CATL의 ‘낙스트라’는 특히 가격 경쟁력을 갖춘 나트륨 이온 배터리로 주목받고 있으며, 이는 리튬이온 배터리 시장의 불안정성을 대신할 대안으로 자리잡을 가능성이 높다. CATL의 양산 계획은 전기차와 상용 트럭은 물론 다양한 에너지 저장 장치에 적용될 예정이다.

  • 이에 맞서 한국은 에너지11과 같은 중소기업이 250억 원 규모의 국책 과제를 통해 나트륨 이온 배터리 생산을 추진하고 있으며, POSTECH 및 한국에너지기술연구원의 연구진들은 소재 혁신에 힘쓰고 있다. LG에너지솔루션과 Samsung SDI, SK온 등 대기업들도 연구개발과 상용화 경쟁에 적극적으로 참여하고 있으며, 나트륨 이온 배터리의 실용화에 기여하고 있다.

  • 정부는 이러한 기술 개발을 지원하기 위해 연구 인프라를 확충하고 있으며, 산업통상자원부는 기업과의 협력을 통해 나트륨 이온 배터리 산업의 미래를 위한 안정적인 환경을 조성하고 있다. 이와 같은 다양한 노력들은 향후 한국의 나트륨 이온 배터리 기술이 성공적으로 상용화되는 데 중요한 역할을 할 것으로 판단된다.

2. CATL ‘낙스트라’ 기술 혁신 현황

  • 2-1. ‘낙스트라’ 출시 배경 및 세대별 발전

  • 2025년 4월, 세계 배터리 시장의 선두주자인 중국 CATL이 상하이에서 열린 ‘테크 데이’ 행사에서 차세대 나트륨 이온 배터리 브랜드인 ‘낙스트라(Naxtra)’를 처음으로 공개했습니다. CATL은 2021년에 세계 최초로 나트륨 이온 배터리를 상용화했으며, 이번 ‘낙스트라’는 그 이후 약 4년 만에 선보인 업그레이드 모델입니다.현재 CATL은 올해 12월부터 대량 양산을 시작할 계획이고, 이를 통해 나트륨 이온 배터리 시장에 본격적으로 진입할 예정입니다.

  • 나트륨 이온 배터리는 리튬 대신 나트륨을 사용하여 더 저렴하게 제조할 수 있는 장점을 가지고 있습니다. 시장에서의 요구와 환경 규제가 갈수록 강화되는 가운데, 저렴한 원자재와 메탄올 대신 나트륨을 사용하는 이 배터리는 경제성과 환경적인 면에서도 긍정적인 평가를 받고 있습니다.

  • 2-2. 초고속 충전·주행 거리 성능

  • 이번에 공개된 ‘낙스트라’는 에너지 밀도가 175Wh/kg에 달하며, 이는 현재 사용되는 리튬인산철(LFP) 배터리와 유사한 수준입니다. 1회 충전으로 500km 이상 주행이 가능하며, 극한 상황에서도 90% 이상의 성능을 유지하는 것으로 평가받고 있습니다. 이러한 성능은 특히 추운 환경에서도 안정적인 주행을 지원하기 위해 고안되었습니다.

  • CATL의 초고속 충전 기술은 특히 눈에 띕니다. ‘낙스트라’ 배터리는 5분 만에 520km를 주행할 수 있는 능력을 갖추고 있습니다. 이는 해당 분야 경쟁사들이 제공하는 성능을 크게 초월하는 것입니다. 예를 들어 BYD의 최근 발표는 5분 충전으로 470km를 지원하는 반면, CATL은 이를 넘어서며 경쟁력을 더욱 강화했습니다.

  • 2-3. 연내 양산 계획과 시장 파급 효과

  • CATL은 올해 12월부터 ‘낙스트라’의 양산을 시작할 계획이며, 이 배터리는 전기차, 상용 트럭, 에너지 저장 장치(ESS) 등 다양한 분야에 적용될 예정입니다. 특히 이 배터리는 그동안 리튬 이온 배터리의 주류 시장을 점유해온 경쟁사에 큰 충격을 줄 것으로 예상됩니다.

  • 시장 점유율 면에서도 CATL은 예전부터 글로벌 시장에서 1위를 유지해왔으며, ‘낙스트라’의 출시는 이러한 우위를 더욱 공고히 하는 계기가 될 것입니다. 예를 들어, CATL은 이번 기술 발표 이후에도 북미와 유럽 시장 진출을 더욱 적극적으로 추진하고 있으며, 한국에도 법인을 설립하여 현대자동차 등과의 협력을 통한 진출을 본격화할 계획입니다. 이러한 전략은 CATL이 글로벌 배터리 시장에서 기술력과 가격 경쟁력을 동시에 갖추게 하여 판도를 바꾸는 데 기여할 것입니다.

3. 한국 기업의 나트륨 이온 배터리 개발 동향

  • 3-1. 에너지11의 국책 과제 수행 현황

  • 에너지11은 250억 원 규모의 ‘공급망 안전형 160Wh/kg 나트륨 배터리’ 개발을 총괄하고 있으며, 최근 스케일업을 위한 다양한 전략을 고안하고 있습니다. 이 회사는 지난해 사우디아라비아의 그래핀선(GrapheneSun)과의 MOU 체결을 통해 글로벌 협력의 기반을 마련했습니다. 계속해서 산업통상자원부와 연계하여 나트륨 이온 배터리의 상용화를 위한 기술 개발을 적극적으로 추진하였고, 올 하반기에는 국내 최초의 나트륨 배터리 양산을 개시할 계획입니다.

  • 3-2. POSTECH·한국에너지기술연구원의 음극 소재 연구

  • POSTECH(포항공과대학교)과 한국에너지기술연구원은 최근 하드카본과 주석을 결합한 새로운 전극 구조를 개발하였습니다. 이 전극은 나트륨이온전지에서 고안정성과 빠른 반응성을 제공하며, 주목받고 있는 연구 결과입니다. 하드카본은 무질서하게 얽힌 탄소 구조로 나트륨 이온의 이동을 용이하게 하고, 반복적인 충·방전에서도 우수한 성능을 유지하는 특징을 가지고 있습니다. 이 연구는 나노과학 분야의 국제 학술지에 게재되었으며, 나트륨이온전지와 리튬이온전지 모두에서 긍정적인 성능을 보여 향후 다양한 배터리 시스템에 활용될 가능성이 큽니다.

  • 3-3. 국내 중소·중견기업 연구 역량

  • 한국의 여러 중소 및 중견기업들은 나트륨 이온 배터리 기술 개발에 본격적으로 뛰어들고 있습니다. 특히 애경케미칼은 나트륨이온 배터리의 음극재용 하드카본 개발에 주목하고 있으며, 고성능 하드카본을 지속적으로 개발하여 에너지 밀도 향상에 기여하고 있습니다. 자이글 역시 나트륨이온 배터리 분야의 진입을 위해 CM파트너의 이차전지 사업부를 인수하였고, 경량 전기차와 에너지 저장 시스템(ESS) 시장을 목표로 하고 있습니다. 이러한 동향은 국내 배터리 생태계의 다양성을 높이고, 나트륨 이온 배터리 상용화의 토대를 구축하는 데 중요한 역할을 하고 있습니다.

4. 한국 배터리 업계의 시장 전략과 대응

  • 4-1. LG에너지솔루션의 상용화 목표(2030년 이전)

  • LG에너지솔루션은 나트륨이온 배터리 기술 개발에 박차를 가하고 있으며, 2030년 이전 상용화를 목표로 작업하고 있습니다. 이 회사는 1세대 나트륨이온 배터리를 무정전 전원장치(UPS)에 사용할 수 있도록 개발 중이며, 2세대 모델을 통해 전기차 시장 진출을 계획하고 있습니다. 2세대 나트륨이온 배터리는 약 450Wh/L의 에너지 밀도를 목표로 하고 있으며, 이는 리튬 기반 배터리보다 가격 경쟁력에서 강점을 가지려는 전략을 반영한 것입니다.

  • 나트륨이온 배터리는 상대적으로 리튬보다 풍부하고 낮은 비용으로 공급될 수 있는 소재로, 이번 기술 개발이 성공적으로 진행될 경우 LG에너지솔루션은 시장에서 리더십을 회복할 수 있는 기회를 가지게 될 것입니다. 이를 통해 전기차 배터리의 가격 인상 우려를 해소하고, 전동화의 확대에 따른 원자재 확보 문제를 해결하는 데 기여할 것으로 예상됩니다.

  • 4-2. Samsung SDI·ESS 사업 전환 전략

  • Samsung SDI는 최근 ESS(에너지 저장 시스템) 시장으로의 사업 전환을 전략적으로 추진하고 있습니다. 이는 전기차 시장의 일시적 수요 둔화로 인해 발생한 적자를 극복하기 위한 혁신적인 접근 방식입니다. 대표적으로, Samsung SDI는 미국의 최대 전력기업인 넥스트에라 에너지와의 협력을 통해 약 1조 원 규모의 ESS 배터리를 납품할 계획입니다.

  • 또한, 향후 삼성SDI는 독일 뮌헨에서 개최되는 ‘인터배터리 유럽 2025’ 전시회에 참가하여 고성능 ESS 배터리를 선보일 예정이며, AI 기술을 접목해 효율성을 극대화한 신제품들도 공개할 것입니다. 이러한 변화는 미국과 북미 시장에서의 경쟁력을 높이며 새로운 성장 기회를 창출할 것입니다.

  • 4-3. SK온·US EV 스타트업 협력 사례

  • SK온은 미국의 EV 스타트업과의 협력을 통해 배터리 사업을 확장하고 있습니다. 특히, SK온은 최근 SK ENMOVE와의 협력을 통해 첨단 배터리의 냉각 기술을 개발하고 있으며, 이는 ESS 및 전기차 배터리의 성능을 극대화하는 데 기여할 것으로 기대됩니다.

  • 이와 더불어, SK온은 ESS 중심의 사업 구조 개편을 진행 중이며, 전기차 배터리 공장의 일부를 ESS 전용 생산라인으로 전환하는 방안을 검토하고 있습니다. 이러한 전략들은 SK온이 배터리 시장에서의 피할 수 없는 변화에 대한 대응력을 높이고, 글로벌 시장에서의 존재감을 강화하는 데 중요한 역할을 하고 있습니다.

5. 정부 지원 및 국책 과제 현황

  • 5-1. 250억 원 규모 ‘공급망 안전형 160Wh/kg 나트륨 배터리’ 과제

  • 에너지11이 주관하는 ‘공급망 안전형 160Wh/kg 나트륨 배터리’ 국책 과제는 250억 원 규모로, 한국의 나트륨 이온 배터리 기술 개발을 촉진하기 위해 마련된 프로젝트입니다. 이 과제는 나트륨 이온 배터리의 에너지 밀도를 높이고, 안정성 및 성능을 개선하기 위한 연구를 포함하고 있습니다. 특히, 나트륨 이온 배터리는 리튬 이온 배터리에 비해 상대적으로 저렴하고 풍부한 자원을 활용할 수 있다는 장점이 있지만, 에너지 밀도가 낮아 상용화에 어려움이 있는 상황입니다. 따라서 이 과제에서는 그러한 한계를 극복하기 위해 다양한 고성능 소재의 개발과 실험이 이루어지고 있습니다.

  • 5-2. 연구 인프라 확대 및 예산 투입

  • 정부는 나트륨 이온 배터리 기술 개발에 대한 연구 인프라를 확충하기 위해 전방위적인 지원을 하고 있습니다. 각종 연구소와 대학에서 이루어지는 연구들은 물론 기업의 기술 개발에도 상당한 재정적 지원이 제공되고 있습니다. 예를 들어, 에코프로비엠은 나트륨 이온 배터리의 양극 소재 개발을 위한 연구 프로젝트에 선정되어, 산업통상자원부의 지원을 받아 4년간 연구를 진행하고 있습니다. 이와 같은 예산 투입은 한국의 전반적인 배터리 기술 수준을 높이는 데 기여할 것으로 예상됩니다.

  • 5-3. 산·학·연 협력 모델

  • 한국의 나트륨 이온 배터리 개발은 산·학·연 협력 모델을 기반으로 진행되고 있습니다. 이 모델은 산업체인 기업, 학계, 연구 기관이 협력하여 상호 시너지를 내고 기술 개발을 가속화하는 체계를 마련합니다. 예를 들어, 에너지11과 에코프로비엠의 협업은 각각의 강점을 살려 기술 개발에 기여하고 있으며, 한국전기연구원, 성균관대 등 유수의 연구 기관과 함께하는 프로젝트도 다수 존재합니다. 이러한 협력 모델은 빠르게 변화하는 배터리 시장에서 경쟁력을 키우는 데 필수적인 요소로 평가되고 있습니다.

결론

  • 2025년 4월 29일 기준으로, CATL의 ‘낙스트라’는 기술 완성도뿐 아니라 대량 양산 일정 측면에서 글로벌 배터리 시장에 새로운 기준을 제시하고 있다. 이러한 기술적 진보는 나트륨 이온 배터리가 리튬 이온 배터리 시장을 대체할 가능성을 보여준다. 반면, 한국은 현재 국책 과제와 기업 주도의 상용화 경쟁을 통해 빠르게 기술 격차를 줄여나가고 있으나, 대량 생산 역량 및 가격 경쟁력 확보가 여전히 과제로 남아있다.

  • 결국, 한국이 다음 세대 배터리 시장에서 경쟁 우위를 확보하기 위해서는 지속적인 정부의 예산 지원과 함께, 산·학·연 협력 강화를 통해 기술 혁신을 지속적으로 추진해야 한다. 특히, 글로벌 공급망에 적극적으로 참여하는 전략은 한국의 나트륨 이온 배터리 산업이 국제 시장에서도 경쟁력을 갖출 수 있는 기반이 될 것이다.

  • CATL의 ‘낙스트라’는 시장에 입성함으로써 한국 배터리 업계에 긴장감을 주고 있으며, 해당 기술에 대한 빠른 응답과 전략적 대응이 필수적이다. 현재의 기술 혁신과 지원이 병행된다면 한국은 나트륨 이온 배터리 산업에서 글로벌 리더로 자리 잡을 가능성이 크다. 이러한 전망은 향후 한국의 배터리 기술이 나트륨 이온 배터리 시장에서 주도적으로 자리매김할 것이라는 희망적인 시사점을 제공한다.

용어집

  • CATL: CATL(중국 배터리 기술 회사)은 차세대 나트륨 이온 배터리 브랜드 '낙스트라(Naxtra)'를 2025년 4월에 공개하며 전기차 및 에너지 저장 장치(ESS) 시장에 큰 변화를 예고했다. CATL은 2021년 세계 최초로 나트륨 이온 배터리를 상용화한 후, 이번 모델을 통해 더욱 강화된 기술력을 보여주고 있다.
  • 낙스트라(Naxtra): '낙스트라'는 CATL이 개발한 차세대 나트륨 이온 배터리 브랜드로, 에너지 밀도 175Wh/kg와 5분 충전으로 520km 주행이 가능한 성능을 자랑한다. 2025년 12월부터 양산을 예고하고 있으며, 가격 경쟁력을 갖춘 대안으로 주목받고 있다.
  • 나트륨 이온 배터리: 나트륨 이온 배터리는 리튬 대신 나트륨을 사용하는 배터리 기술로, 저렴한 제조가 가능하여 경제성과 환경적인 장점을 가진다. CATL이 나트륨 이온 배터리를 상용화한 최초의 기업이며, 현재 전 세계적으로 이 기술에 대한 연구와 개발이 활발히 이루어지고 있다.
  • ESS(에너지 저장 장치): 에너지 저장 장치(ESS)는 생산된 전력을 효율적으로 저장하고 필요할 때 사용할 수 있도록 하는 시스템이다. CATL의 '낙스트라'는 전기차와 상용 트럭은 물론 ESS에도 적용될 수 있는 배터리 기술로, 저장 용량과 안정성 향상에 기여하도록 설계되었다.
  • 국책 과제: 국책 과제는 정부가 설정한 특정 기술이나 산업 발전을 위한 프로젝트로, 에너지11이 주관하는 '공급망 안전형 160Wh/kg 나트륨 배터리' 과제와 같이 한국의 나트륨 이온 배터리 기술 개발을 촉진하기 위한 목적으로 250억 원 규모로 진행되고 있다.
  • LG에너지솔루션: LG에너지솔루션은 나트륨 이온 배터리 기술 개발에 집중하고 있으며, 2030년 이전 상용화를 목표로 하고 있다. 이 회사는 전기차 배터리 시장에 나트륨이온 배터리를 도입하기 위해 연구 개발을 진행하고 있다.
  • Samsung SDI: Samsung SDI는 ESS(에너지 저장 시스템) 시장으로의 사업 전환을 추진하고 있으며, 전기차 배터리의 수요 둔화에 대응하기 위한 전략으로 미국의 대형 에너지 기업과 협력하여 ESS 배터리 개발을 진행 중이다.
  • POSTECH: POSTECH(포항공과대학교)은 나트륨 이온 배터리의 음극 소재 개발에 참여하고 있으며, 하드카본과 주석을 결합한 새로운 전극 구조를 개발하여 고안정성과 빠른 반응성을 제공하는 연구 결과를 내놓고 있다.
  • 정부 지원: 한국 정부는 나트륨 이온 배터리 개발에 대한 연구 인프라 확충과 예산 투입을 통해 지원을 강화하고 있으며, 이는 전반적인 배터리 기술 수준 향상에 기여할 것으로 예상된다.
  • 산·학·연 협력 모델: 산·학·연 협력 모델은 산업체, 학계, 연구 기관이 협력하여 기술 개발을 가속화하는 체계를 의미한다. 한국의 나트륨 이온 배터리 개발이 이러한 모델을 통해 이루어지고 있으며, 다양한 기업과 연구 기관이 협력하고 있다.

출처 문서