CATL '꿈의 배터리' 리튬-공기 배터리 개발 착수…2030년 이후 겨냥

[디지털투데이 AI리포터] 세계 최대 배터리 업체 CATL이 나트륨이온 배터리 양산에 이어 리튬-공기 배터리 개발에 나섰다. 6일(이하 현지시간) 전기차 매체 클린테크니카에 따르면 CATL은 현재 상용화된 NMC, LFP, 나트륨이온 배터리를 기반으로 시장 수요에 대응하는 한편, 중기적으로는 전고체 배터리, 장기적으로는 리튬-공기 배터리를 겨냥하는 3단계 전략을 추진하고 있다. 리튬-공기 배터리가 주목받는 이유는 이론상 에너지밀도가 1만2000Wh/kg에 달하기 때문이다. 이는 기존 리튬이온 배터리를 크게 웃도는 수준이다. 리튬-공기 배터리는 니켈, 코발트, 망간 등의 중금속 화합물 대신 리튬 금속을 음극으로, 공기 중 산소를 양극 반응 물질로 활용한다. 무게와 구조를 줄일 수 있어 '숨 쉬는 배터리'로도 불린다. 현재 리튬-공기 배터리 시제품은 1200Wh/kg 이상의 에너지밀도를 기록했다. 이는 현재 상용 배터리의 약 4배이자 전고체 배터리의 예상 에너지밀도인 500Wh/kg보다 높은 수준이다. 다만 CATL은 리튬-공기 배터리를 전고체 배터리 이후를 목표로 하는 장기 기술로 보고 있다. 기술적 과제도 여전히 남아 있다. 초기 시제품은 충·방전 과정에서 리튬 초과산화물과 리튬 과산화물이 생성돼 에너지 효율과 수명이 제한되는 문제가 있었다. 그러나 2024년 미국 일리노이대 시카고, 아르곤 국립연구소, 캘리포니아주립대 노스리지 연구진은 공기와 유사한 환경에서 700회 이상 작동하는 리튬-공기 배터리를 시연했다. 이어 2025년에는 아르곤 국립연구소와 일리노이공대가 상온에서 에너지밀도 1200Wh/kg, 수명 1000회 수준의 시제품을 공개했다. 연구진은 2025년 상온에서 4전자 화학반응 경로를 구현해 리튬 산화물의 생성과 분해를 가능하게 했다. 또한 가연성 액체 전해질 대신 세라믹-폴리에틸렌옥사이드 기반 고체 복합층에 리튬이 풍부한 나노입자를 적용해 전해질 누출을 막고, 고에너지 충·방전 과정에서 셀 안정성을 높였다. 결국 CATL은 나트륨이온 배터리와 전고체 배터리를 넘어 리튬-공기 배터리까지 시야에 두며 차세대 배터리 경쟁을 준비하고 있다. 리튬-공기 배터리는 아직 상용화까지 시간이 필요하지만, 압도적인 에너지밀도를 바탕으로 미래 전기차와 에너지 저장 시장의 핵심 기술 후보로 주목받고 있다. SNS 기사보내기 관련기사 - CATL도 밀어냈다…AI 광모듈 업체, 中 증시 새 대장주 등극 - 中 딥시크, 텐센트·CATL로부터 11조원 확보 임박…기업가치 최대 90조원 전망 - 혼다, 英 넥세온 투자…주행거리 10배 노리는 '실리콘 배터리' 확보 나서 - '꿈의 배터리' 또 한 단계…中 간펑, 500Wh/kg 전고체 배터리 첫 생산 돌입 - 테슬라, BYD 배터리 사더니 시장 1위까지 내줬다…에너지저장 판도 뒤집혀 - K배터리, 캐즘 터널 끝 보인다…2분기 흑자 가시권 - 中 L4 자율 물류 상용화 속도전…도심 배송·장거리 화물 실전 배치 - 中, 베이징 모터쇼서 초고속 전기차 충전 기술 공개…CATL 6.5분·BYD 9분 - CATL, 나트륨 배터리 '딥시크 모먼트'…60GWh 대량 수주로 상용화 신호탄 - BYD '씰 08' 공개…1000km에 5분 충전, 블레이드 배터리 2.0 첫 탑재 - 현대차, 中 전략형 모델 '아이오닉 V' 세계 첫 공개…현지 플랫폼·배터리 승부수 - 中 청년층 "BMW·뷰익은 부모 세대 차"…서구 브랜드 입지 흔들 - CATL, 차세대 나트륨 배터리 상용화 시동…겨울에도 90% 유지