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한국 나트륨이온 배터리, CATL ‘낙스트라’ 이후 전망과 과제

일반 리포트 2025년 05월 01일
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목차

  1. 요약
  2. 글로벌 나트륨이온 배터리 시장 혁신 동향
  3. 국내 나트륨이온 배터리 기술 개발 현황
  4. 정부 지원과 시장 경쟁 구도
  5. 결론

1. 요약

  • 2025년 4월, 중국의 CATL은 '낙스트라'라는 이름의 2세대 나트륨이온 배터리를 공개하며 글로벌 배터리 시장에 혁신의 전환점을 가져왔습니다. 이 배터리는 5분 충전으로 최대 520km 주행이 가능한 성능을 자랑하며, 특히 전기차와 에너지 저장 장치(ESS)에서의 활용 가능성이 크다는 점에서 주목받고 있습니다. 나트륨이온 배터리는 리튬의 가격이 너무 높은 반면, 나트륨은 저렴하고 자원의 공급 안정성이 뛰어나 경제적 장점이 부각되어 있습니다.

  • 안전성과 관련된 기술적 혁신 또한 큰 장점으로 작용하고 있으며, 다양한 극한 환경에서도 고온과 저온에서 안정성을 입증하여 기존 리튬이온 배터리가 가지는 열폭주 위험을 효과적으로 줄이고 있습니다. 이러한 CATL의 발표에 힘입어 한국 기업들도 적극적으로 나트륨이온 배터리 개발에 나서고 있습니다. LG에너지솔루션은 나트륨이온 배터리를 2030년 이전 상용화하겠다는 목표를 가지고 전고체 및 바이폴라 기술을 접목시키고 있으며, 디아이씨와 UNIST는 원료 개발과 ESS 솔루션을 위한 국책과제를 공동 진행하고 있습니다.

  • 한국 기업들은 경쟁력 있는 나트륨이온 배터리 기술 개발에 박차를 가하고 있지만, CATL의 양산 계획과 비교하면 여전히 기술력과 상용화 시점에서 뒤쳐져 있는 상황입니다. 2025년 12월 CATL은 본격적인 낙스트라 배터리의 양산에 돌입할 예정이며, 이는 나트륨이온 배터리가 리튬이온 배터리와 경쟁할 수 있는 중요한 이정표가 될 것입니다. 또한, 저가형 제품군의 풀어야 할 과제가 남아 있는 가운데 한국은 지속적인 R&D 강화와 더불어 정부 지원이 필수적입니다. 결국, 나트륨이온 배터리 기술의 레이스에서 경쟁력을 가져오기 위해서는 대규모 생산 인프라와 응용 기술 개발이 긴급히 필요합니다.

2. 글로벌 나트륨이온 배터리 시장 혁신 동향

  • 2-1. CATL ‘낙스트라’ 공개 및 기술 성능

  • 2025년 4월, 중국의 CATL은 상하이에서 개최된 '테크 데이' 행사에서 나트륨 이온 배터리 '낙스트라(Naxtra)'를 공개했습니다. 이 배터리는 리튬 이온 배터리를 대체할 혁신적인 기술로 주목받고 있으며, CATL은 2021년에 세계 최초로 나트륨 이온 배터리를 상용화한 바 있습니다. 이번 낙스트라는 약 4년 만에 선보인 업그레이드 모델로, 5분 충전으로 최대 520km를 주행할 수 있는 성능을 자랑합니다. 이는 특히 전기차와 에너지 저장 장치(ESS) 분야에서 큰 파급력을 가질 것으로 예상됩니다.

  • 낙스트라의 가장 두드러진 장점 중 하나는 저렴한 원가입니다. 리튬 이온 배터리의 주요 원료인 리튬의 가격이 톤당 약 1,300만 원에 달하는 반면, 나트륨은 약 27만 원으로 50분의 1 수준에 불과합니다. 또한 나트륨은 지구 지각에 풍부하게 존재하여 안정적인 원자재 공급이 가능합니다. 이러한 점들은 나트륨 이온 배터리가 상용화에 유리한 조건임을 시사합니다.

  • 또한, 낙스트라는 안전성 측면에서도 큰 장점을 가지고 있습니다. CATL은 다양한 극한 테스트에서도 화재나 폭발 없이 안정성을 입증하였으며, 이는 기존 리튬 이온 배터리의 열폭주 위험을 크게 줄여주는 요소입니다. 이러한 기술적 혁신 덕분에, 나트륨 이온 배터리는 더욱 넓은 범위의 애플리케이션에 적용될 것으로 기대됩니다.

  • 2-2. 2세대 나트륨 배터리 양산 계획

  • CATL은 올해 12월부터 나트륨 이온 배터리 '낙스트라'의 대량 양산에 들어갈 계획을 공식 발표했습니다. 이는 나트륨 이온 배터리가 리튬 이온 기술과 경쟁할 수 있는 중요한 이정표가 될 것이며, 산업 전반에 걸쳐 큰 변화를 가져올 것으로 예상됩니다.

  • 이번 양산 계획에 따라 CATL은 전기차와 상용차 등 다양한 차량에 낙스트라 배터리를 적용할 예정입니다. 특히, 나트륨 이온 배터리는 극한 환경에서도 높은 성능을 발휘할 수 있는 특성이 있어, 시장에서의 경쟁력을 더욱 높이는 요소가 될 것입니다. CATL은 나트륨 이온 배터리를 통해 리튬 이온 배터리에 대한 의존도를 줄이고, 친환경적인 대체제로 자리 잡을 계획입니다.

  • 한국 배터리 기업들 또한 빠르게 대응하고 있으며, LG에너지솔루션, 삼성SDI, SK온 등 기존 강자들이 나트륨 이온 배터리 개발에 나섰습니다. 그러나 CATL의 양산 계획에 비해 한국 기업들은 상용화 시점을 2030년 이전으로 설정하고 있어, 기술 경쟁력에서 다소 뒤처진 상황입니다.

  • 2-3. 시장 반응 및 전망

  • CATL의 낙스트라 공개 이후, 글로벌 배터리 시장은 큰 주목을 받고 있습니다. 올해 초 기준 CATL은 글로벌 전기차 배터리 시장 점유율 38.2%를 기록하며 리더십을 강화하고 있으며, 이번 나트륨 이온 배터리의 상용화 계획은 그 점유율을 더욱 확대할 계기가 될 전망입니다.

  • 관련 시장 분석에 따르면, 나트륨 이온 배터리는 가격 경쟁력과 안전성 덕분에 저가 시장에서 리튬 이온 배터리를 대체할 가능성이 높습니다. 특히, 한국 배터리 3사(LG에너지솔루션, 삼성SDI, SK온)는 CATL에 대응하기 위해 LFP 및 나트륨 이온 배터리 개발에 속도를 내고 있습니다.

  • 향후 나트륨 이온 배터리의 성장이 예상되는 만큼, 이와 함께 기대되는 변화는 단순히 기술적 혁신에 그치지 않고, 관련 산업의 글로벌 경쟁력을 한층 높이는 데 기여할 것으로 판단됩니다. 그러나 한국 기업들이 기술 개발에 더욱 집중하고, 정부의 적극적인 지원이 필요한 상황입니다.

3. 국내 나트륨이온 배터리 기술 개발 현황

  • 3-1. LG엔솔의 상용화 목표

  • LG에너지솔루션(아래 'LG엔솔')은 2030년 이전에 나트륨이온 배터리를 상용화하겠다는 목표를 수립하고 기술 개발에 박차를 가하고 있다. LG엔솔 손권남 차세대전지개발센터장은 나트륨이온 배터리가 지속 가능한 자원이라는 점과 리튬 자원의 한계성을 강조하며, 전기차 시장의 수요를 충족하기 위한 전략으로 나트륨이온 배터리의 개발이 필요하다고 주장하였다. 이들은 전고체 배터리와 바이폴라 기술을 적용하여 나트륨이온 배터리의 에너지 밀도를 증대시키고, 대량 생산 체계를 확립하여 가격 경쟁력을 높이겠다는 계획을 가지고 있다.

  • 나트륨이온 배터리는 전통적인 리튬이온 배터리에 비해 가격이 저렴하고 원재료 확보가 용이하다는 이점이 있지만, 에너지 밀도와 무게에서 한계가 있었다. LG엔솔은 이러한 한계를 극복하기 위해 2세대 나트륨이온 배터리가 전기차용으로 사용될 수 있도록 리터당 450Wh의 에너지 밀도를 목표로 세우고 이 방향으로 연구개발을 진행하고 있다.

  • 3-2. 디아이씨-UNIST 국책과제 추진

  • 디아이씨는 울산과학기술원(UNIST)과 협력하여 나트륨 배터리 원재료 개발과 ESS(에너지 저장 장치) 솔루션 개발을 위한 국책과제를 수행하고 있다. 이번 연구는 디아이씨가 주관하고 있으며, UNIST의 배터리 기술력이 결합돼 나트륨이온 배터리의 상용화 가능성을 높이고 있다. 디아이씨는 회사 내 나트륨기반 배터리 소재 개발을 위한 자회사를 설립하고 있으며, 나트륨이온 배터리 기술에 집중하여 최근 CATL이 공개한 나트륨 배터리 장점을 활용할 수 있는 길이 열릴 것으로 기대하고 있다.

  • 이 외에도 디아이씨는 ESS 배터리의 안전성과 성능을 보다 개선하기 위한 다양한 연구와 협업을 진행 중이며, 이러한 기술적 진전은 앞으로 나트륨이온 배터리 시장에서의 경쟁력을 높이는 데 기여할 것이다.

  • 3-3. 나인테크의 에너지11 자회사 편입

  • 나인테크는 국내 유일의 나트륨 배터리 셀 제조 기업인 에너지11을 자회사로 편입하는 절차를 완료했다. 이번 자회사 편입을 통해 나인테크는 에너지11의 최대주주가 되며, 나트륨 배터리 기술 개발에서는 더욱 강력한 입지를 확보하게 되었다. 에너지11은 나트륨배터리의 높은 이온 전도도와 안전성을 활용하여 ESS 분야에서의 응용을 확대할 계획이다.

  • 특히, 에너지11은 국가 차원의 '공급망 안전형 160Wh/kg 급 나트륨 이온 전지 개발' 국책과제를 맡아 대규모로 나트륨 이온 배터리의 생산을 준비하고 있다. 이번 과제를 통해 나트륨이온 배터리의 상용화가 이루어지면, 전기차 및 다양한 에너지 저장 솔루션의 시장 확장에 기여할 것으로 보인다.

4. 정부 지원과 시장 경쟁 구도

  • 4-1. 국책 R&D 과제 및 지원 현황

  • 한국 정부는 나트륨이온 배터리 기술 개발을 위한 국책 R&D 과제를 적극적으로 추진하고 있다. 이 과제는 국가의 미래 에너지 정책과 밀접한 관련이 있으며, 에너지 저장 장치(ESS) 및 전기차 배터리의 경쟁력을 높이는 데 중점을 두고 있다. 특히, 디아이씨와 UNIST의 협업 프로젝트는 나트륨 이온 배터리의 원재료와 ESS 개발을 주관하며, 효과적인 연구 및 개발을 통해 시장에서의 경쟁력을 강화하려 하고 있다. 이러한 국가 지원은 배터리 기업들이 기술 개발에 집중할 수 있는 환경을 조성하고 있으며, 전반적인 시장 경쟁 구도에 긍정적인 영향을 미치고 있다.

  • 4-2. 중국 제품 견제 및 수익성 전략

  • 중국산 배터리의 저가 공세에 대응하기 위해 한국 배터리 업계는 저비용 제품군 개발로 전략을 다각화하고 있다. 특히 중국 CATL과 BYD가 전 세계 ESS 시장의 90% 이상을 차지하고 있는 상황에서, 한국 기업들은 추가적인 고율 관세 부과와 같은 미국의 대중 견제가 제공하는 기회를 활용하고 있다. 한국 기업의 LG에너지솔루션, 삼성SDI, SK온은 리튬인산철(LFP) 및 나트륨이온배터리 기술을 개발 중이며, 고성능 제품 외에도 가격 경쟁력을 갖춘 저가형 제품군을 통해 시장 점유율을 회복하기 위한 노력이 진행 중이다.

  • 4-3. 한국 배터리 산업 전략 변화

  • 한국 배터리 산업은 시장 환경 변화에 대응하기 위해 기존의 고성능 중심 전략에서 저가형 제품군으로 포트폴리오를 다변화하는 추세에 있다. 이러한 변화는 한국업체들이 가격과 안정성이 주요 경쟁력으로 부각되는 시장에서 생존을 위해 필수적이다. 예를 들어, 디아이씨는 나트륨이온배터리의 안전성과 저가 원자재를 활용하여 비용 부담을 줄이고자 하는 노력을 기울이고 있으며, 전반적인 안전성을 개선하기 위한 연구개발에 투자하고 있다. 이에 따라 정부 역시 연구개발 지원을 통해 이러한 전략 변화에 긍정적인 영향을 미치고 있다.

결론

  • CATL의 '낙스트라' 발표 이후 나트륨이온 배터리 시장은 급변하고 있으며, 이는 한국 배터리 제조업체들에게도 중요한 기회로 작용하고 있습니다. LG에너지솔루션의 차세대 전지 개발과 디아이씨-UNIST의 공동 연구는 모두 나트륨이온 배터리의 상용화를 촉진하고 있습니다. 하지만 이러한 긍정적인 변화에도 불구하고 대량 양산 설비의 구축과 ESS 및 전기차 적용의 증대, 일관된 정부 지원의 중요성이 더욱 강조되고 있다는 점은 간과할 수 없습니다.

  • 한국 시장이 CATL의 가격 경쟁력과 생산 규모를 따라잡기 위해서는 대규모 투자 유치 및 R&D 관련 세제혜택을 통한 지원체계가 강화되어야 합니다. 또한, 산업계와 학계, 정부가 협력할 수 있는 플랫폼을 구축함으로써 나트륨이온 배터리 분야에서의 글로벌 리더십을 더욱 공고히 할 필요가 있습니다. 이와 같은 전방위적 대응이 이루어질 때, 한국은 나트륨이온 배터리 시장에서 유의미한 경쟁력을 확보할 수 있을 것입니다.

  • 따라서, 향후 나트륨이온 배터리 기술 개발에 대한 국가적 추진과 투자, 민관 협력 강화는 한국의 전기차 배터리 산업의 발전을 위한 필수적인 과제라 할 수 있습니다. 지속적인 연구개발과 시장의 변화에 기민하게 대응할 수 있는 전략적 접근이 향후 한국이 글로벌 시장에서 선도적인 역할을 할 수 있는 기반이 될 것입니다.

용어집

  • 나트륨이온 배터리: 리튬 대신 나트륨을 전극 물질로 사용하는 배터리로, 저렴한 원가와 자원 공급 안정성을 갖추고 있어 전기차 및 에너지 저장 장치(ESS)에 활용될 가능성이 높습니다. CATL의 2세대 나트륨이온 배터리 '낙스트라'가 출시되어 주목받고 있습니다.
  • CATL: 중국의 전기차 배터리 제조업체로, 2021년 세계 최초로 나트륨이온 배터리를 상용화한 기업입니다. 현재 '낙스트라'라는 이름의 2세대 나트륨이온 배터리를 2025년 4월 공개하였으며, 2025년 12월 대량 양산을 계획하고 있습니다.
  • 낙스트라: CATL이 개발한 2세대 나트륨이온 배터리로, 5분 충전으로 최대 520km 주행이 가능한 성능을 자랑합니다. 이 제품은 나트륨이온 배터리가 리튬이온 전지에 대한 경제적 대안으로 자리 잡는 데 중요한 역할을 할 것으로 기대됩니다.
  • LG에너지솔루션: 한국의 대표적인 배터리 제조업체로, 나트륨이온 배터리를 2030년 이전에 상용화할 목표를 세우고 전고체 및 바이폴라 기술을 이용한 개발을 진행하고 있습니다.
  • 디아이씨: 한국의 배터리 소재 기업으로, UNIST와 협력하여 나트륨 배터리 원재료 및 ESS 솔루션 개발을 위한 국책과제를 수행 중입니다.
  • 나인테크: 국내 유일의 나트륨 배터리 셀 제조 기업인 에너지11을 자회사로 편입하여 나트륨 배터리 기술 개발 및 ESS 응용 확대를 위한 기반을 강화하고 있습니다.
  • 상용화: 개발된 기술이나 제품을 실제 시장에 출시하여 사용 가능하게 만드는 과정으로, 한국 기업들이 나트륨이온 배터리의 상용화를 2030년 이전에 목표하고 있어 경쟁력 확보에 중요한 요소입니다.
  • 양산: 대량으로 생산하는 과정으로, CATL이 '낙스트라' 나트륨이온 배터리의 대량 양산을 2025년 12월 시작할 계획입니다.
  • ESS: 에너지 저장 장치(Energy Storage System)의 약자로, 전기를 저장하고 필요할 때 사용할 수 있게 하는 시스템입니다. 나트륨이온 배터리는 ESS 분야에서도 활용 가능성이 큽니다.
  • R&D: 연구와 개발(Research & Development)의 약어로, 배터리 기술 개발과 관련된 혁신과 개선을 위한 중요한 과정입니다. 한국 정부와 기업들은 R&D를 통한 경쟁력을 강화하려고 하고 있습니다.
  • 정부 지원: 한국 정부가 나트륨이온 배터리 관련 기술 개발 및 상용화를 위해 제공하는 재정적 및 정책적 지원을 의미합니다. 이는 배터리 산업의 경쟁력을 높이는 데 중요한 역할을 하고 있습니다.
  • 전기차 배터리: 전기차에 사용되는 배터리로, 리튬이온 배터리와 나트륨이온 배터리 모두 활용될 수 있으며, 전기차 시장의 성장에 중요한 요소입니다.

출처 문서