中이 불붙인 ‘소듐이온’ 경쟁…LFP 다음은 소듐, K배터리 추격전

[이데일리 김소연 기자] 중국의 저가 배터리 공세가 리튬인산철(LFP)에 이어 소듐이온으로 확대되면서 K배터리도 추격에 속도를 내고 있다. LG에너지솔루션은 중국 난징과 국내 오창에 소듐이온 배터리 생산라인을 마련하며 상용화 준비에 나섰다. 가격 경쟁력이 중요한 에너지저장장치(ESS) 시장에서 중국에 주도권을 내주지 않기 위해 국내 배터리업계도 연구개발(R&D)을 넘어 생산라인 구축과 고객사 검증 등 대응 수위를 높이는 모습이다.

2일 업계에 따르면 LG에너지솔루션은 장주기 ESS 시장에 적합한 소듐이온 배터리의 고객사 기술검증(PoC)을 마치고 구체적인 상용화 방안을 논의하고 있다. 내년에는 미국 ESS 고객을 대상으로 소듐이온 배터리 샘플을 출하하는 것이 목표다.

LG에너지솔루션은 중국 난징 1공장의 기존 생산라인을 개조해 연간 200MWh 규모의 파일럿라인을 구축했으며, 국내 오창 공장에서도 마더라인을 구축 중인 것으로 알려졌다. 소듐이온 배터리는 기존 리튬이온 배터리 생산라인 일부를 개조해 활용할 수 있어 신규 투자 부담을 낮출 수 있다는 평가다. 필요할 경우 기존 유휴 생산능력(CAPA)을 활용한 대응도 가능하다.

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앞서 LG에너지솔루션은 지난 2분기 실적 발표 컨퍼런스콜에서도 소듐이온 배터리 상용화 계획을 공개했다. 당시 회사는 장주기 ESS 시장에 적합한 소듐이온 배터리 기술을 확보하고 주요 고객사와 수백메가와트시(MWh) 규모의 제품 기술검증을 완료했으며, 고객사와 구체적인 상용화 방안을 논의하고 있다고 밝혔다.

소듐이온 배터리는 당장 리튬이온 배터리를 전면 대체하기보다 LFP가 장악하고 있는 저가형 ESS와 보급형 전기차(EV) 시장의 일부를 대체할 차세대 선택지로 주목받고 있다 특히 중국 CATL이 대규모 생산능력을 확보하고 상용화에 적극 나서면서 국내 배터리 업체들도 대응에 속도를 내는 모습이다.

CATL은 지난 6월 소듐이온 배터리 기반 차세대 ESS 제품 ‘TENER Sodium’을 공개했다. 해당 제품은 섭씨 45도에서 1만회 이상의 충·방전 사이클을 제공하고 영하 20도에서도 92% 이상의 용량을 유지한다. 추운 지역부터 고온 지역까지 폭넓게 활용할 수 있다는 설명이다. CATL은 올해 중국에서 소듐이온 ESS 공급을 시작해 연말까지 누적 1GWh를 출하하고, 내년 6월부터 글로벌 공급에 나설 계획이다.

이미 대규모 공급계약도 확보했다. CATL은 지난 4월 중국 ESS 업체 하이퍼스트롱과 향후 3년간 총 60GWh 규모의 소듐이온 배터리를 공급하는 계약을 체결했다. CATL은 이를 현재까지 세계 최대 규모의 소듐이온 배터리 공급계약이라고 설명했다.

‘소금 배터리’로도 불리는 소듐이온 배터리는 리튬이온 대신 나트륨 이온이 양극과 음극 사이를 이동하며 충·방전하는 방식이다. 핵심 원료인 나트륨이 풍부하고 조달 지역도 상대적으로 넓어 원료 가격 변동과 공급망 리스크를 낮출 수 있다는 점이 장점으로 꼽힌다. 그간 소듐이온 배터리는 리튬이온 배터리와 비슷한 시기부터 연구됐지만 상대적으로 낮은 에너지밀도 탓에 상용화 경쟁에서 밀려왔다.

소듐이온 배터리가 우선적으로 주목받는 시장이 중장기 ESS다. 전기차는 주행거리를 늘리기 위해 배터리의 무게와 부피를 줄이는 에너지밀도가 중요하지만, ESS는 상대적으로 공간과 무게의 제약이 적다. 이에 에너지밀도가 LFP보다 낮은 소듐이온 배터리도 가격 경쟁력과 수명, 안전성 등을 앞세워 시장 진입이 가능하다는 평가다. 특히 저온에서도 출력 성능을 유지하는 특성 때문에 기온이 낮은 지역의 ESS 시장에서도 활용도가 높을 것으로 예상된다.

LG에너지솔루션은 향후 6시간 이상 전력을 저장하는 장주기 ESS 시장으로 소듐이온 배터리의 적용처를 확대할 계획이다. 향후 자동차용 납축전지 대체 시장까지 공략하는 방안도 준비하고 있다.

삼성SDI도 소듐이온 배터리 상용화를 준비하고 있다. 삼성SDI는 소듐이온 배터리의 수명과 출력, 안전성 등을 강점으로 보고 고유 기술을 접목한 무정전전원장치(UPS)와 전력용 ESS 제품을 개발하고 있다. 향후 상용화와 양산 계획도 구체화할 방침이다.