CATL '리튬공기 배터리 상용화설' 일축, 500Wh/kg 응축형 셀 집중

글로벌 전기차 배터리 시장 점유율 1위인 중국 닝더스다이(CATL)가 한 번 충전으로 무려 2,000km(약 1,243마일)를 주행할 수 있는 '리튬-공기(Lithium-air) 배터리'를 개발해 상용화에 착수했다는 온라인상의 풍문이 기술적 사실무근인 것으로 공식 확인됐다.
글로벌 소셜미디어와 자동차 커뮤니티를 중심으로 확산된 해당 주장은 차세대 에너지 밀도에 대한 과장된 추측에서 비롯된 낭설로, CATL의 실제 차세대 상용화 로드맵은 에너지 밀도 500Wh/kg급 '응축형(Condensed) 배터리'의 도심항공교통(eVTOL) 인증과 2027년 전고체 배터리 시험 생산에 집중되어 있는 것으로 나타났다.

11월 8일(현지시각) 글로벌 전기차 전문매체 EVXL의 기술 팩트체크 분석 보도에 따르면, CATL은 2,000km 주행이 가능한 리튬-공기 배터리를 공개하거나 상용화 라인업에 올린 바 없다.


리튬-공기 전지는 양극재로 대기 중의 산소를 활용하고 음극에 리튬 금속을 배치하는 구조로, 이론상 가솔린에 필적하는 극도로 높은 에너지 밀도를 구현할 수 있어 학계에서 오랫동안 '궁극의 배터리'로 불려 왔다.
그러나 EVXL의 기술 분석에 따르면, 리튬-공기 배터리는 상용화 단계에 이르기까지 치명적인 물리·화학적 한계를 안고 있다.

충·방전 과정에서 대기 중 수분과 이산화탄소가 셀 내부로 침투해 전해질을 오염시키고 심각한 부반응을 일으키는 문제를 차단하기 어렵기 때문이다.

또한, 충전 시 발생하는 과도한 전압 손실과 급격한 수명 단축 탓에 현재 글로벌 배터리 연구계에서도 초기 기초 연구실 수준에 머물러 있으며, 대량 양산 및 차량 탑재까지는 여전히 수십 년의 세월이 걸릴 것으로 평가된다.

CATL의 차세대 R&D 방점은 허구에 가까운 리튬-공기 전지가 아닌, 현실적인 고성능 차세대 전지 상용화에 맞춰져 있다.

CATL은 독자 개발한 초고밀도 '응축형(Condensed) 배터리'의 항공 규격 인증에 속도를 내고 있다.

이 배터리는 고도로 응축된 반고체 상태의 전해질과 혁신적인 양극 소재를 적용해 에너지 밀도를 단일 셀 기준 최대 500Wh/kg까지 끌어올린 제품이다.

현재 테슬라 등 주력 전기차에 탑재되는 하이니켈 삼원계(NCM) 배터리의 에너지 밀도가 통상 250~300Wh/kg 수준인 점을 감안하면 비약적인 도약이다.
CATL은 이 배터리를 여객용 도심항공교통(eVTOL) 및 전동 항공기에 탑재하기 위해 민간 항공 안전 당국의 엄격한 감항 인증 절차를 밟고 있다.

아울러 전고체 배터리 상용화 경로 역시 구체화하고 있다. CATL은 오는 2027년 전고체 배터리의 소규모 파일럿(시험) 생산을 개시하고, 2030년경 본격적인 양산 체제를 구축한다는 중기 기술 로드맵을 유지하고 있다.


단기적으로 CATL은 검증된 플랫폼의 공정 효율과 충전 속도를 극대화하는 실리주의 양산 전략을 고수하고 있다.

주력 제품군에서는 10분 충전으로 수백 킬로미터를 달릴 수 있는 6C 레이트 초급속 충전 지원 신형 '선싱(Shenxing·神行) 리튬인산철(LFP) 배터리'와, 셀투팩(CTP) 3.0 구조 설계를 적용한 '치린(Qilin·麒麟) 배터리'의 생산 수율 안정화에 총력을 기울이고 있다.

이론적인 항속거리 확장 경쟁보다는 충전 편의성과 원가 절감을 통해 글로벌 전기차 보급을 가속화하겠다는 의도다.

글로벌 2차전지 전문가들은 "소셜미디어를 통해 주기적으로 재생산되는 '단숨에 2,000km 주행'과 같은 마법 같은 배터리 기술은 열역학적 안정성과 대량 양산 수율을 무시한 전형적인 과장 루머"라며 "글로벌 배터리 거인들은 실현 불가능한 기술경쟁에서 벗어나 초급속 충전 고도화와 500Wh/kg급 항공용 응축형 배터리, 2027년 전고체 시험 생산이라는 현실적인 기술 사다리를 착실히 밟아가고 있다"고 평가했다.


신경원 글로벌이코노믹 기자 shincm@g-enews.com