중저가 배터리 시장의 차세대 양극재로 주목
저렴한 가격·온도 변화에 따른 안전성 장점
160Wh/kg급 나트륨이온배터리 구현 목표

에코프로가 나트륨이온배터리(SIB) 양극재를 개발해 고객사 확보에 열을 올리고 있다. 나트륨이온배터리가 에너지 밀도를 끌어 올려야 하는 과제를 안고 있으나 저가 배터리 시장을 장악한 LFP 배터리의 대항마로 주목 받고 있어서다. 에코프로는 중저가 배터리에 대한 시장의 수요가 늘어나는 상황에 발맞춰 가격과 안전성 등이 우수한 나트륨이온배터리 양극재의 상용화를 추진한다는 구상이다.

22일 관련 업계에 따르면 에코프로는 정부 주관 나트륨이온배터리 양극재 개발 프로젝트를 통해 에너지 밀도를 높이는 데 집중하고 있는 것으로 알려졌다.

나트륨이온배터리는 나트륨을 주원료로 사용하는 이차전지를 뜻한다. 이 배터리는 나트륨을 주원료로 하는 만큼 안정적으로 원료를 수급할 수 있다. 나트륨은 배터리 시장의 주류로 자리 잡은 리튬이온배터리의 주원료인 리튬보다 약 1000배 더 많은 것으로 전해진다. 풍부한 매장량을 바탕으로 일정 국가에 매장량이 몰린 리튬보다 상대적으로 안정적인 공급망을 구축해 가격 경쟁력을 확보할 수 있는 셈이다.

특히 나트륨이온배터리 양극재는 삼원계로 불리는 NCA, NCM 양극재 생산 설비를 그대로 이용할 수 있어 비용을 절감할 수 있다. 업계에 따르면 삼원계 양극재 생산 설비에서 주원료인 리튬을 나트륨으로 바꾸면 나트륨이온배터리 양극재를 양산할 수 있는 것으로 알려졌다. 삼원계 배터리 양극재 생산 설비를 LFP 배터리 양극재로 전환하기 위해서는 장비 개량을 거쳐야 하나 나트륨이온배터리 양극재는 기존 설비를 그대로 사용할 수 있는 것이다.

고온, 저온에서 일정한 성능을 낼 수 있는 것도 나트륨이온배터리의 강점이다. 나트륨이온배터리는 영하 20도 이하에서도 90%의 용량을 유지할 수 있다. 300도가 넘는 온도에서도 우수한 성능을 낸다. 에코프로는 DSC(시차 주사 열량 측정법)을 통해 최고 온도 320도를 기록하면서 나트륨이온배터리의 열 안정성을 입증한 바 있다.

이에 나트륨이온배터리가 저가 배터리 시장을 선점한 LFP 배터리의 새로운 경쟁자로 부상할 것이라는 평가가 나온다. SNE리서치에 따르면 나트륨이온배터리의 시장 규모는 오는 2025년 3억9700만달러(약 5303억원)에 달할 전망이다.

SNE리서치 관계자는 “리튬이온배터리 원자재 가격 상승으로 나트륨이온배터리가 성공적으로 시장을 확대하면 오는 2035년 142억달러(약 19억원)까지 시장 규모가 커질 것이다”고 말했다.

다만 나트륨이온배터리가 LFP 배터리와 중저가 배터리 시장에서 경쟁하기 위해선 에너지 밀도를 높여야 한다는 숙제가 있다. 이에 에코프로는 산학 협력을 통해 당면 과제를 해결하겠다는 포부다.

실제로 에코프로는 양극재 제조사 에코프로비엠을 중심으로 한국전기연구원, 동아대학교, 성균관대학교 등과 함께 산학 연구 과제를 수행하고 있다. 정부 지원 연구개발비는 총 52억5000만원 수준이다. 여기에 참여 기관 부담금을 더하면 총 사업비는 106억원에 달한다.

이같은 대규모 자금을 기반으로 에코프로는 160Wh/kg급 나트륨이온배터리 기술 개발에 박차를 가한다는 구상이다. 에코프로가 나트륨이온배터리 양극재를 상용화할 경우 프리미엄 시장부터 보급형 시장까지 확보할 수 있을 것으로 기대를 모은다.

이동욱 에코프로비엠 미래기술담당 이사는 “나트륨이온배터리 양극재를 양산할 수 있는 능력을 보유하고 있다”며 “현재는 고객을 유치하는 단계에 있다”고 말했다.

[CEO스코어데일리 / 박대한 기자 / dayhan@ceoscore.co.kr]