드디어 나타난 신개념 배터리, LFP·삼원계 안 부럽다
나트륨 이온 배터리 2025년부터 상용화 소식
리튬 이온의 한계 뛰어넘는
나트륨 이온 배터리
2025년부터 상용화 소식
출처 : 현대키피코 / 게티이미지뱅크 (이해를 돕기 위한 사진)현재 전기차 시장에 사용되는 배터리는 리튬 이온 배터리와 LFP 배터리이지만 둘 다 아직 완벽하지는 않다.
리튬 이온 배터리의 경우 kWh 당 약 140달러 (약 19만 원)으로 여전히 가격이 바싸며, LFP배터리의 경우 주행거리가 짧고 무게가 무거운 것이 단점이다.
여기 이 두 가지 배터리를 넘어서는 나트륨 이온 배터리가 있다.
LFP의 약 절반 비용인 나트륨 이온 배터리
유니그리드(Unigrid)는 나트륨 이온 배터리를 연구하는 제조업체로 대런 탄에 의해 설립됐다.
대런 탄(Darren Tan) 유니그리드 공동설립자는 “100배 더 저렴한 나트륨 이온으로 같은 규모를 생산한다면, 리튬인산철(LFP) 배터리의 약 절반 정도 비용일 것”이라고 말했다.
출처: 게티이미지뱅크하지만 나트륨 이온 배터리는 밀도가 낮아 전기차와 호환하기엔 부피가 크고 무겁다. 그리고 방전 또는 충전 시 리튬 이온과는 다른 기전을 갖기 때문에 이것을 잡아줄 수 있는 어떠한 장치가 필수로 필요하다.
이에 유니그리드는 배터리의 1/2을 나트륨과 산화물, 크롬을 넣고, 나머지 절반은 주석 기반의 새로운 화학 물질을 넣어서 이 문제를 극복할 수 있다고 전했다.
저렴한데 강력한 나트륨
이 유니그리드의 배터리는 리튬인산철(LFP) 배터리보다 부피가 작지만, 전력 출력은 LFP 배터리와 흡사해 동일한 전자기기를 사용할 수 있고, 다양한 곳에 사용할 수 있는 재료로 탄생된다.
출처: 연합뉴스그래서 현재 과학계는 비용 부담이 높은 ‘리튬 배터리’를 ‘나트륨 이온 배터리’로 대체하는 것에 주목하고 있다.
나트륨 이온의 주성분은 바닷물 등에서 쉽게 채취할 수 있는 소금이라서, 비용을 획기적으로 줄일 수 있고, 리튬과의 화학적 성질 또한 매우 흡사해, 리튬 이온 배터리가 첨가된 다른 재료와도 충분히 호환할 수 있다.
특히, 영하 20℃ 이하의 추위에도 90% 이상의 높은 성능을 보여준다.
탄은 “유니그리드의 배터리는 내부 온도가 섭씨 수백 도까지 올라가도 열 폭주와 같은 문제를 일으키거나 화재의 위험성은 없을 것”이라며 고온에서의 안정성을 보장했다.
이어서 “나트륨 이온 배터리는 굉장히 안전하게 제작이 되어 병원 및 데이터 센터 등에도 배치될 수 있어야 되고, 이를 통해 다양한 분산 에너지 저장을 이뤄낼 수 있다”라고 말을 마쳤다.
출처: 연합뉴스탄은 이러한 다양한 배터리 생산 및 공급을 위해, 유니그리드는 직접 생산 활동을 하는 대신에 현재 배터리 제조업을 운영하는 소기업과의 협력을 계획했다.
탄은 이곳이 MWh 크기의 배터리를 생산할 수 있을 정도로 넉넉한 크기를 자랑한다고 전했다.
이어서 유니그리드는 소규모 캠퍼스와 건물 등을 위한 에너지 저장 장치가 자신의 첫 시장일 될 것이지만, 툭툭, 스쿠터, 오토바이처럼 경량 전기차 제조업체에도 공급 계획을 가지고 있다고 밝혔다.
이러한 소형 차량은 주로 동남아시아 및 인도 등에서 인기가 많지만, 더운 지역의 특성상 리튬 이온 배터리가 쉽게 과열될 수가 있다.
이에 탄은 “동남아시아는 이러한 특성 때문에 배터리 화재가 자주 발생하며, 이것은 우리에게 큰 기회가 준다”라고 주장했다.
출처: 연합뉴스한편, 나트륨이온 배터리는 향후 2025년부터 본격적인 양산 단계에 들어설 예정이다. 이후 에너지저장장치(ESS), 이륜차, 소형 전기차 등 다양한 산업 분야에 적용될 예정이다.
또한 나트륨이온 배터리 비용은 2025년 LFP배터리와 비교했을 때 11%-24% 저렴한 가격으로 생산될 것으로 전망된다.
향후 원자재 가격에 의한 제품 가격 경쟁력이 상승할 경우 2035년 최대 254.5 GWh 수요가 있을 것으로 예상된다. 이 수요는 매년 142억 달러 (한화 약 19조 원)에 육박할 것으로 알려졌다.
