**국제금융뉴스:** “고체배터리도 아직 제대로 해결되지 않았는데, 리튬공기배터리가 또 등장하다”

핵심 내용 요약

니더스타이(宁德时代)의 수석 과학자인 우카이(Wu Kai)는 2026년 장비 강국 포럼에서 세 가지 중요한 발표를 했습니다:

• 나트륨 이온 배터리의 올해 대규모 양산,
• 고체 배터리의 2027년 소량 생산,
• 미래 전략으로서의 리튬 공기 배터리 개발(공개).

특히 리튬 공기 배터리는 초고 에너지 밀도(가솔린에 가까움)와 거의 무료에 가까운 원료(산소)라는 장점으로 전 세계 차세대 배터리 경쟁의 중심이 될 것으로 보입니다. 니더스타이가 이러한 전략을 발표함에 따라 새로운 배터리 기술 경쟁이 촉발될 가능성이 높습니다.

상세 분석

#### 1. 리튬 공기 배터리: 왜 “배터리 업계의 미래”인가?

간단히 말해, 리튬 공기 배터리의 가장 큰 장점은 동일한 무게로 더 많은 전력을 저장할 수 있다는 점입니다.

• 현재의 리튬 배터리: 1단위 전하를 얻기 위해 음극에 니켈, 코발트와 같은 무거운 재료가 필요하여 에너지 밀도가 250-270Wh/kg에 불과하며, 전기차는 배터리를 반 톤 이상 탑재해야 몇 백 킬로미터만 주행할 수 있습니다.
• 리튬 공기 배터리: 음극에 리튬을 사용하고 양극으로 공기 중의 산소를 직접 활용하여 구조가 매우 가볍습니다. 실험실 데이터에 따르면 에너지 밀도는 1200Wh/kg에 달하며, 이론적으로는 12000Wh/kg까지 가능해 가솔린(13000Wh/kg)과 거의 동등합니다.
• 영향: 실제로 상용화되면 전기차의 주행 거리가 1000킬로미터를 쉽게 넘어서고, 에너지 저장소의 크기도 줄어들며 비용도 낮아질 수 있으며, 결국 내연기관 차량이 시장에서 사라질 수도 있습니다.

#### 2. “숨을 쉴 수 있는” 배터리: 원리는 간단합니다

리튬 공기 배터리는 “숨을 쉴 수 있는 배터리”라고 불리는데, 이는 그 반응이 인간의 호흡과 유사하기 때문입니다:

• 방전 시: 리튬(음극)과 공기 중의 산소(양극)가 반응하여 과산화리튬을 생성하며 전류가 발생합니다.
• 충전 시: 과산화리튬이 다시 리튬과 산소로 분해되어 공기 중으로 방출됩니다.

기존의 리튬 이온 배터리와 달리 무거운 양극 재료(니켈, 코발트)를 사용하지 않고 무료인 공기를 직접 활용하기 때문에 에너지 밀도가 높습니다.

#### 3. 기술적 문제: 실험실에서 실제 사용까지의 과제

리튬 공기 배터리는 새로운 개념은 아니지만(70년대부터 연구되었음), 다음과 같은 기술적 문제로 인해 실용화가 지연되었습니다:

• 공기의 영향: 공기 중의 수분과 이산화탄소가 배터리 반응을 방해하여 수명을 단축시킵니다.
• 반응 생성물의 축적: 방전 시 생성된 과산화리튬이 전극에 달라붙어 에너지 출력을 제한합니다.
• 단수 주기 수명: 몇 번의 충전 및 방전 후에 성능이 저하됩니다.

하지만 최근에는 진전이 있었습니다:

• 2024년: 미국 팀이 700회의 충방전을 견딜 수 있는 리튬 공기 배터리를 개발했습니다(이전에는 순수 산소만 사용 가능했음).
• 2025년: 아곤 국립연구소(Agong National Laboratory)가 1200Wh/kg의 에너지 밀도와 1000회의 충방전을 견딜 수 있는 배터리를 개발했으며, 상온에서 사용 가능해 실용화에 가까워졌습니다(2030년 이후 예상).

IBM이 초기에 실패한 “Battery 500” 프로젝트도 기술 발전으로 희망이 보입니다.

#### 4. 니더스타이의 전략: 업계의 명확한 방향성

니더스타이의 이번 발표는 업계에 중장기적인 로드맵을 제시합니다:

• 단기 (올해): 나트륨 배터리의 대량 생산으로 리튬 광석 가격 상승 문제를 해결할 예정(하이보스창(Haibosichuang)과 60GWh 규모의 계약을 체결하여 광치(GAC), 창안(Changan) 등의 차량에 적용).
• 중기 (2027년): 고체 배터리의 소량 생산으로 에너지 밀도를 현재 리튬 배터리의 두 배로 향상시킬 예정.
• 장기: 리튬 공기 배터리 개발을 통해 주행 거리의 한계를 깨뜨릴 예정.

업계 선도 기업으로서 니더스타이의 이러한 움직임은 전체 산업 체인에 영향을 미칩니다(예: 2020년 나트륨 배터리 개발 시 전체 산업이 가속화됨). 이번 리튬 공기 배터리 전략은 전 세계 배터리 경쟁이 “미래의 전장”으로 진입함을 의미합니다.

#### 5. 우리에게의 영향: 전기차의 주행 거리가 향상될까?

일반 소비자에게 가장 직접적인 변화는 다음과 같습니다:

• 전기차 주행 거리: 리튬 공기 배터리가 실용화되면 한 번의 충전으로 1600킬로미터(약 1000마일)를 주행하는 것이 가능해져 주행 걱정이 줄어듭니다.
• 비용 절감: 산소가 무료이고 리튬 사용량이 줄어들어 배터리 비용이 크게 낮아질 수 있습니다.
• 내연기관 차량의 운명: 주행 거리와 비용 면에서 내연기관 차량이 시장에서 사라질 가능성이 있습니다.

하지만 조금 더 기다려야 합니다. 리튬 공기 배터리는 적어도 2030년 이후에야 실제 사용될 것으로 예상되며, 현재는 나트륨 배터리와 고체 배터리의 발전을 지켜봐야 합니다. 그러나 확실한 것은 배터리 기술의 발전이 우리의 이동과 에너지 저장을 더욱 편리하게 만들 것입니다.

결론

니더스타이의 전략은 단순히 자사의 기술 로드맵을 제시하는 것이 아니라, 전 세계 배터리 산업에 명확한 방향성을 제시합니다: 단기적으로는 나트륨 배터리로 시장을 안정시키고, 중기적으로는 고체 배터리로 사용자 경험을 향상시키며, 장기적으로는 리튬 공기 배터리로 주행 거리의 한계를 깨뜨릴 것입니다. 미래의 배터리 경쟁에서 누가 먼저 리튬 공기 배터리를 상용화할 수 있을지가 업계의 주도권을 결정할 것입니다.

(끝)