간펑 리튬이 에너지 밀도 650Wh/kg 수준의 반고체 배터리 양산에 돌입했다고 밝혔다(출처: 간펑 리튬)

[오토헤럴드 김훈기 기자] 세계 최대 리튬 메탈 생산 업체 간펑 리튬(Ganfeng Lithium)이 에너지 밀도 650Wh/kg 수준의 반고체 배터리 양산에 돌입했다. 전고체 배터리 상용화를 앞두고 과도기 기술로 평가되는 반고체 배터리 대량 생산이 현실로 다가오며 차세대 전기차 배터리 경쟁은 한층 가속화될 양상이다.

간펑 리튬은 중국 최대 리튬 화합물 생산기업이자 세계 최대 리튬메탈 제조사로 글로벌 리튬메탈 시장 점유율 약 45%, 중국 내 비중은 70% 수준으로 알려져 있다.

이 회사는 테슬라, 현대차그룹, BMW, 폭스바겐 등과 전기차 배터리 핵심 소재 공급 계약을 체결한 상태으로 최근에는 현대차와 4년간 수산화리튬을 공급하는 계약을 맺은 것으로 전해졌다.

중국 현지 보도에 따르면 간펑 리튬이 최근 공개한 리튬-하이브리드 반고체 배터리는 400~650Wh/kg 수준의 에너지 밀도를 구현했다. 현재는 비자동차용으로 설계됐으나, 향후 전기차 적용 가능성이 거론된다.

이달 초 열린 중국 '전고체 배터리 혁신 및 발전 서밋 포럼'에서 간펑 리튬은 '제로 스트레인(zero-strain)' 리튬 합금 음극과 황(S) 양극 기술을 함께 공개했다. 해당 기술은 충·방전 과정에서 발생하는 리튬 이동을 억제하고, 전기화학적·열적 안정성을 개선하는 것이 핵심이다.

리튬 합금 음극은 완전 충·방전 사이클에서 팽창률이 3~5%에 그쳤으며, 네일 침투 시험과 가열 시험을 통과해 250℃ 환경에서도 안정성을 유지한 것으로 알려졌다. 간펑 리튬은 500개 이상의 소형 샘플을 고속 스크리닝한 뒤 약 20개를 양산 단계에 올렸놓았다고 설명했다.

간펑 리튬은 전고체 배터리 역시 현재 샘플 단계에서 개발을 진행 중이다. 회사 측은 리튬 합금 음극 기술이 높은 에너지 밀도의 전고체 배터리 산업화에 기여할 것으로 기대한다고 밝혔다.

간펑 리튬은 리튬 합금 음극 기술이 높은 에너지 밀도의 전고체 배터리 산업화에도 기여할 것으로 기대했다(출처: 간펑 리튬)

최근 중국 내 배터리 기술 경쟁은 더욱 치열해지고 있다. FAW 그룹은 이달 초 리튬-망간 기반 반고체 배터리를 차량에 탑재했다고 발표하고 해당 셀은 500Wh/kg 이상의 에너지 밀도를 확보했으며, 총 배터리 용량 142kWh로 CLTC 기준 1000km 이상의 주행거리를 제시했다.

전고체 배터리는 높은 에너지 밀도와 긴 주행거리, 빠른 충전 속도를 기대할 수 있는 차세대 기술로 평가된다. 다만 기술적 난이도와 비용 문제로 대량 양산까지는 시간이 필요하다는 분석이 지배적이다. BYD, CATL, 도요타, 메르세데스 벤츠 등 주요 업체들은 2027~2028년 전후로 소규모 생산을 시작하고, 본격 양산은 2030년대 초반을 목표로 하고 있다.

한편 리튬인산철(LFP)과 나트륨이온 배터리 등도 비용 경쟁력과 안전성을 앞세워 상용화가 점차 확대되고 있다. 이로써 차세대 배터리 기술은 단일 해법보다는 다양한 기술의 병행 발전 양상으로 전개될 가능성이 높아지고 있다. 

김훈기 기자/hoon149@gmail.com

ⓒ 오토헤럴드(http://www.autoherald.co.kr) 무단전재 및 재배포금지