日 센트럴글래스, 나트륨이온 배터리용 전해액 양산

일본 전기차 배터리용 전해액 업체 센트럴글래스가 나트륨이온 배터리용 전해액 양산을 시작한다.

21일(현지시간) 니혼게이자이에 따르면 센트럴글래스는 2024년까지 나트륨이온 배터리 전해액 양산에 돌입할 계획이다.
리튬은 전기차 배터리 수요가 증가하면서 가격이 급등하고 공급망에 차질을 겪고 있다. 리튬에 비해 나트륨은 안정적인 조달이 가능해 나트륨이온 배터리 시장에 진출하려는 움직임이 나타나고 있다.

나트륨이온 배터리는 리튬을 나트륨으로 대체한다. 리튬이온 배터리는 온도에 민감하지만 나트륨이온 배터리는 영하 20도에도 성능을 유지할 수 있어 추운 지역에서도 사용하기 쉽다. 나트륨이온 배터리는 리튬이온 배터리에 비해 가격이 저렴해 양산시 리튬배터리의 절반 수준으로 가격을 낮출 수 있다.

센트럴글래스는 리튬이온 배터리용 전해액 일본 1위 업체다. 전해액은 배터리의 양극과 음극의 금속 이온 교환을 촉진하는 역할을 한다. 센트럴글래스는 2024년까지 전기차 2만 대에 해당하는 생산량을 목표로 하고 있다.

센트럴글래스측은 나트륨이온 배터리 개발 경쟁에 나선 중국 배터리 업체들이 주요 고객이 될 것으로 예상해 중국 현지에 있는 기존 합작 공장에서 생산도 염두에 두고 있다.

리튬이온 배터리 전해액 첨가제는 사실상 일본이 독점해왔다. 센트럴글래스는 그동안 쌓아온 첨가제 기술을 바탕으로 나트륨이온 배터리 용으로 개발해 고객의 요구에 맞춰 배터리 수명을 늘리거나 출력을 높이는 등 다양한 형태로 재공한다.

원재료와 첨가제 종류에 따라 다르지만 원재료비는 리튬이온 배터리용보다 최대 40%까지 절감할 수 있을 것으로 보인다.
일본의 쿠라레도 나트륨이온 배터리 핵심부품 중 하나인 음극재 개발에 나선다. 쿠라레는 연간 수천 톤 이상의 생산량을 목표로 하고 있다.

센트럴글래스와 쿠라레가 나트륨이온 배터리에 기대를 거는 것은 나트륨이온 배터리가 리튬이온 배터리를 대체할 새로운 시장을 개척할 수 있을 것으로 기대하기 때문이다.

전기차 배터리 수요 증가에 따라 이미 리튬 가격은 급등하고 있다. 한때 배터리에 쓰이는 탄산리튬 가격이 2년 전의 10배 이상으로 치솟기도 했다.

탈탄소화 흐름에 따라 전기차나 신재생에너지로 만든 배터리 수요가 크게 늘어날 전망이다. 산업혁명 이전 대비 기온 상승을 2도 미만으로 제한하고 기온을 1.5도로 제한하기 위해 노력하는 파리협정으로 인해 리튬 생산량을 30년 까지 3배로 늘려도 전기차 수요의 절반도 채우지 못할 것이라는 분석도 있다.

반면 나트륨이온 배터리의 주원료인 나트륨은 지구에서 6번째로 많은 원소다. 전 세계에 풍부하게 분포되어 있어 지정학적 리스크도 적으며 저렴한 가격에 안정적인 공급이 가능하다.

이미 중국에서는 나트륨이온 배터리 상용화 경쟁이 치열하다. 세계 최대 자동차 배터리 업체 CATL(宁德时代·닝더스다이)은 2023년 세계 최초로 나트륨이온 배터리를 양산헤 전기차에 공급할 계획이다.

나트륨이온 배터리는 리튬이온 배터리에 비해 출력이 낮다. 고성능을 요구하는 자동차 제조업체와 배터리 기업이 리튬이온 배터리 개발에 주력한 결과 나트륨이온 배터리의 보급이 늦어졌다. 앞으로는 나트륨이온 배터리의 성능과 내구성을 높일 수 있는 전해액과 양극재 개발이 시급하다.

차세대 배터리 대표주자는 리튬이온 배터리의 일종인 전고체배터리다. 전해액을 고체 전해질로 대체해 성능과 안정성을 동시에 높일 수 있다.

전고체배터리는 수명 연장과 대용량으로 제작하기 어려워 상용화가 늦어지고 있다.

조사기관 글로벌인포메이션에 따르면 나트륨이온 배터리 시장은 2030년에 약 11억5129만 달러로 2022년의 3.5배로 늘어날 전망이다.

현재로서 경쟁력 있는 나트륨이온 배터리 부품 업체는 많지 않다. 일본 업체들은 리튬이온 배터리로 축적해온 소재 기술을 활용해 시장 개척에 앞서 나갈 계획이다.


노훈주 글로벌이코노믹 기자 hunjuroh@g-enews.com