나트륨 이온 배터리, 왜 지금 주목받는가?
최근 중국의 CATL이 나트륨 이온 배터리 양산을 공식화하며 전기차(EV) 배터리 시장의 새로운 선택지로 급부상하고 있습니다. CATL은 2025년 4월 '낙스트라(Naxtra)'라는 차세대 나트륨 이온 배터리를 공개했으며, 2025년 12월부터 양산을 시작할 계획이라고 밝혔습니다. 이는 기존의 삼원계 및 리튬인산철(LFP)을 넘어 EV용 배터리 포트폴리오에 새로운 제품군을 추가하는 것입니다.
공급망과 비용: 나트륨의 핵심 경쟁력
나트륨 이온 배터리가 주목받는 가장 큰 이유는 공급망 편중 문제에서 비교적 자유롭기 때문입니다. 주원료인 나트륨은 지각 내 매장량이 리튬 대비 약 1,200배에 달할 정도로 풍부합니다. 기술 개발로 경제성만 확보된다면 해수로부터의 수급도 가능해 특정 국가 의존성을 크게 낮출 수 있습니다.
반면, 리튬 이온 배터리의 핵심 원료인 리튬은 매장량이 제한적이며, 특히 배터리 등급의 고순도 제련 및 정제는 전 세계 물량의 약 65%가 중국에서 이루어지고 있어 공급망 리스크가 큽니다. 나트륨 이온 배터리는 생산 단가도 낮으며, 기존 리튬 이온 배터리와 구조가 유사해 생산 라인 및 기술 연계가 유리하다는 장점도 있습니다.
리튬 배터리 대비 나트륨 이온 배터리의 장단점
나트륨 이온 배터리는 고유한 기술적 이점을 가지고 있지만, 명확한 한계점도 존재합니다.
강력한 기술적 이점: 저온 성능과 안정성
가장 두드러지는 장점은 뛰어난 저온 성능입니다. 나트륨 이온 배터리는 영하 40℃의 극한 저온 환경에서도 충전량의 90% 이상을 유지할 수 있습니다. 또한 열·화학적 안정성이 높아 안전성 측면에서도 우수합니다.
환경적인 측면에서도 이점이 있습니다. 리튬이온 배터리 대비 전 과정 탄소배출량을 줄일 수 있으며, 철(Fe) 기반 대체 소재를 활용해 코발트(Co), 니켈(Ni) 같은 독성이 높은 귀금속 사용을 줄일 수 있습니다.
명확한 한계: 낮은 에너지 밀도
나트륨 이온 배터리 상용화의 가장 큰 걸림돌은 낮은 에너지 밀도입니다. CATL이 발표한 나트륨 이온 배터리의 셀 에너지 밀도는 160-175 Wh/kg 수준입니다. 이는 LFP(150-220 Wh/kg)와 비슷하거나 낮고, 삼원계(NCM, 220-300 Wh/kg) 배터리보다는 현저히 낮은 수치입니다.
에너지 밀도가 낮으면 전기차의 주행가능거리에 한계가 생길 수밖에 없습니다. 이 때문에 업계 일각에서는 전기차 구동용보다는 공간 제약이 적은 ESS나 하이브리드차 배터리에 더 적합하다는 시각도 여전합니다. 이 외에도 아직 규모의 경제가 확보되지 않았고, 만약 리튬 가격이 하락할 경우 가격 경쟁력이 악화될 수 있다는 점도 도전 과제입니다.
LFP의 성공 재현? 시장 판도 바꿀까?
나트륨 이온 배터리의 등장은 리튬인산철(LFP) 배터리의 성공 사례를 떠올리게 합니다. 과거 LFP 배터리는 삼원계 대비 저렴한 가격을 무기로 저가 전기차 시장을 개척했으며, 2024년에는 글로벌 EV 시장의 과반(52.0%)을 차지할 정도로 성장했습니다.
LFP 배터리 기술을 선도한 CATL과 BYD는 2024년 기준 글로벌 배터리 시장의 50% 이상(각각 35.5%, 17.9%)을 점유하며 시장의 강자로 부상했습니다. 나트륨 이온 배터리 역시 기술 개발로 에너지 밀도를 개선하고 가격 경쟁력을 확보한다면, LFP처럼 저비용 전기 모빌리티 확산의 핵심 동력이 될 잠재력이 있습니다.
국내 배터리 산업의 과제
중국계 배터리의 공세는 국내 배터리 업계에 큰 과제를 안겨주고 있습니다. 국내 배터리 기업들은 그간 고성능의 삼원계 배터리 제조·생산 중심 전략을 고수해왔습니다. 하지만 이 전략은 경제성에 중점을 둔 LFP 배터리 시장의 폭발적인 성장세에 적기 대응하지 못했고, 결과적으로 시장 주도권 일부를 중국에 내어주는 결과로 이어졌습니다.
나트륨 이온 배터리의 등장은 또 다른 시장 변화의 신호일 수 있습니다. 따라서 향후 배터리 중장기 기술개발 전략은 기술의 성능 지표뿐만 아니라 시장 경쟁력과 직결되는 경제성, 공급망 변동 대응 능력 등을 포괄하는 종합적이고 균형 있는 관점이 필요합니다.
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