英 스타트업이 개발 중인 나트륨 기반 전고체 배터리는?
英 스타트업이 개발 중인 나트륨 기반 전고체 배터리는?
  • 박상우 기자
  • 승인 2021.10.21 14:22
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나트륨 기반의 전고체 배터리.

[M오토데일리 박상우 기자] 차세대 배터리로 불리는 전고체 배터리는 양극과 음극, 전해질이 모두 고체이기 때문에 화재 위험성이 낮은데다 에너지 밀도를 증가시켜 배터리가 무게에 비해 전달할 수 있는 에너지를 늘릴 수 있어 리튬이온배터리의 대안으로 떠오르고 있다.

일본 조사기관인 후지경제에 따르면 전고체 배터리 시장은 2035년에는 시장규모가 28조 원에 이를 것으로 추산했다. 이 때문에 현대차를 비롯해 BMW, 폭스바겐, 퀀텀스케이프, 토요타, 삼성SDI, 테슬라, 대만의 폭스콘 등이 전고체 배터리를 개발하고 있다.

이런 가운데 영국 랭커스터 대학교(Lancaster University)의 스핀오프 기업인 리나 에너지(LiNa Energy)는 나트륨 기반의 전고체 배터리를 개발하고 있어 주목을 받고 있다.

지난 2017년에 설립된 리나 에너지는 코발트와 리튬이 없는 나트륨 기반의 전고체 배터리를 개발하고 있다. 이 배터리는 염화나트륨과 니켈을 혼합해 만든 소재가 적용돼 모든 성능 측정에서 리튬이온배터리와 나트륨이온배터리를 능가할 수 있는 잠재력을 가지고 있다.

특히 비용이 1kWh당 50달러 미만이다. 이는 핵심소재인 나트륨의 가격이 저렴하기 때문이다.

리튬이온배터리나 리튬인산철 배터리에 들어가는 리튬은 아메리카 대륙, 중국, 호주 등 일부 지역에만 매장돼 있는 금속이어서 희귀하고 비싸다.

반면 나트륨은 지구 어디서든 쉽게 구할 수 있어 가격이 저렴하다. 이 때문에 나트륨 기반 고체 배터리의 가격경쟁력은 일반 전고체 배터리보다 높을 것으로 보인다.

다만 나트륨 원소 질량은 리튬의 3.3배에 달해 나트륨이온배터리의 경우 에너지밀도가 리튬이온배터리의 약 50%에 불과하고 배터리 사이클이 삼원계 배터리의 절반 수준인 1,500회에 불과할 정도로 수명도 짧다.

그러나 배터리 성능을 좌우하는 니켈이 적용됐기 때문에 나트륨의 단점을 보완할 것으로 보인다. 니켈은 비중이 높아질수록 안정성이 낮아지나 그만큼 배터리 성능이 높아진다.

리나 에너지는 연구소 규모를 지금보다 3배 이상 확장하고 내년 말까지 인원을 20명에서 30명으로 늘리며 배터리셀 제조 공정의 속도와 품질을 향상시키기 위해 추가 장비를 구입할 예정이다.

이를 통해 오는 2023년에 상업용 생산라인을 건설하기 전까지 나트륨 기반 전고체 배터리를 상용화할 계획이다.

 



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