전체기사 최신뉴스 GAM
KYD 디데이
글로벌·중국 기타

속보

더보기

전고체 배터리마저 중국이 석권하나

기사입력 :

최종수정 :

※ 본문 글자 크기 조정

  • 더 작게
  • 작게
  • 보통
  • 크게
  • 더 크게

※ 번역할 언어 선택

중국의 공급망, 무역전쟁 무기화 가능 수준
산학연 합심, 전고체 배터리 분야 미래 준비
전해질, 계면, BDA 등 연구성과 줄이어

[베이징=뉴스핌] 조용성 특파원 = 중국은 글로벌 전기차용 배터리 시장을 주도하고 있다. 중국에 이어 글로벌 2위 자동차 시장인 미국이 중국산 배터리의 자국 시장 진입을 봉쇄하고 있는 상황에서도 중국 업체들은 사실상 글로벌 배터리 시장을 장악하다시피 하고 있다.

SNE 리서치의 집계에 따르면 올해 3분기 누적 글로벌 자동차용 배터리 1위 기업은 중국의 CATL(닝더스다이, 寧德時代)로 점유율 36.6%를 기록했다. 2위는 점유율 17.9%의 BYD(비야디, 比亞迪)였다. 4위는 CALB(중촹신항, 中創新航)로 점유율 4.8% 였고, 고션(가오쉬안, 國軒)이 3.7%로 7위였다. 글로벌 10위권 기업 중 6곳 업체가 중국 기업이다. 나머지 3곳은 한국이고, 1곳은 일본 업체다. 중국업체 6곳의 점유율 합계는 68.2%다.

중국을 제외한 지역에서의 중국 업체들의 시장 점유율 역시 상당한 수준이다. 중국 제외 시장에서의 점유율 1위는 CATL로 28.5%였고, BYD가 7.6%로 5위였다. 중국 업체들의 점유율 합계는 42.1%였다.

2차전지 완제품에서 중국 업체들이 뚜렷한 두각을 드러내고 있는 데 더해 중국은 2차전지 공급망 분야에서도 세계 시장을 장악하고 있다. 미국 월스트리트 저널(WSJ)은 중국이 미국과의 무역 전쟁에서 희토류 카드에 이어 내놓을 수 있는 카드로 리튬 이온 배터리를 꼽았다.

WSJ은 배터리가 중국 이외 국가에서 만들어지더라도 내부를 보면 중국 원부자재가 상당하다고 설명했다. 배터리 정보업체 벤치마크 미네랄 인텔리전스(BMI)의 자료에 따르면 세계 배터리 양극재의 79%, 음극재의 92%가 중국에서 만들어진다. 정제된 리튬의 63%, 정제된 코발트의 80%, 정제된 흑연의 98%도 중국산이다.

자동차용 배터리 글로벌 점유율 현황

◆'꿈의 배터리' 각광받는 전고체 배터리

중국은 차세대 배터리로 각광받고 있는 전고체 배터리 분야에서도 상당한 성과를 보이고 있다. 일각에서는 자동차용 리튬이온 배터리에 이어 전고체 배터리 분야에서도 중국이 시장을 장악할 것이라는 전망마저 나오고 있다.

전고체 배터리는 액체로 되어 있는 전해액을 고체 형태로 만든 배터리를 뜻한다. 고체 전해질을 사용하게 되면 여러 가지 획기적인 강점들이 발생한다.

우선 안전성이 비약적으로 향상된다. 가연성 유기용매로 이루어진 액체 전해액이 없어지면서 누액, 발화, 폭발 위험이 크게 줄어든다. 내부 단락이 발생해도 화재 확산이 일어나지 않는다.

또한 에너지 밀도가 리튬 이온 배터리에 비해 두 배 가량 높아진다. 액체 전해질은 리튬 금속과 반응해 불안정하지만 고체 전해질은 그 반응을 억제할 수 있다. 때문에 고용량, 고전압 소재를 사용할 수 있게 된다. 전고체 배터리를 장착하면 전기차의 주행거리가 500km에서 1000km로 늘어날 가능성이 높다.

이와 함께 전고체 배터리는 고온 및 저온 환경에서 화학적 안정성이 높아진다. 혹한 지역에서도 충전 성능과 시동 성능이 높아지는 효과가 발생한다.

배터리 수명도 늘어난다. 이론적으로 충방전 2000회 이상, 즉 10년 이상으로 배터리 수명이 늘어난다.

때문에 우리나라 배터리 업체들과 마찬가지로 중국의 배터리 업체들도 전고체 배터리 개발에 노력을 경주하고 있다. 중국의 배터리 1위 업체인 CATL은 전고체 배터리와 관련된 로드맵을 올해 초 공개한 바 있다. CATL은 2027년 전고체 배터리 시제품을 생산한 후 2030년에 양산하겠다는 방침이다. 2위 업체인 BYD 역시 동일한 개발 일정을 공개한 바 있다.

전고체 배터리 샘플 이미지 [신화사=뉴스핌 특약]

◆3대 난제에 상용화까지 5년

전고체 배터리는 전기차의 화재 위험을 사실상 없앨 수 있으며 주행거리를 대폭 연장시키는 획기적인 제품이다. 시장에서는 전고체 배터리를 '꿈의 배터리'로 칭하며 관심을 기울이고 있다. 강점이 명확한 전고체 배터리이지만 상용화까지는 넘어야 할 기술적 난제들이 많다. 가장 큰 난제로는 ▲전해질 혁신 ▲계면 안정화 ▲제조 공정 개선 등 세 가지가 꼽힌다.

이온 전도 성능을 유지하면서도 기계적 강도와 화학 안정성을 확보한 전해질을 개발해내기란 쉽지 않다. 고체인 만큼 잘 부서지거나, 황화수소 가스가 발생하는 등의 단점을 보완해야 한다. 또한 고체 전해질은 제조 비용이 높다는 것도 단점이다.

안정적인 계면을 제조해 내는 것도 어려운 작업이다. 계면은 고체 전해질과 양극재 및 음극재 사이의 경계면을 뜻한다. 이들이 모두 고체인 만큼 경계면에서 물리적 화학적 불안정 현상이 발생할 수 있다.

계면에 미세한 빈틈이 발생하면 충전 시 전류가 불균일하게 흐르고 출력 성능과 수명이 감소한다. 이로 인해 단락이나 열폭주의 위험이 있다. 빈틈 없는 밀착을 이뤄낼 수 있는 소재나 기술 개발이 필요하다.

제조 난이도 역시 극복 과제로 꼽힌다. 고체는 유연하지 않기 때문에 셀을 제작할 때 각 소재 간의 밀착을 확보하기가 어려우며, 고온 고압의 대량생산 설비가 필요하다. 해당 제조 공정은 기존의 리튬 이온 배터리 생산 라인과 호환성이 낮다. 배터리 공장 설비 교체에는 막대한 비용이 소요된다.

중국의 자동차용 배터리 생산공장 모습 [신화사=뉴스핌 특약]

◆대학교와 연구소가 원천기술 속속 개발

주목할 점은 최근 들어 중국에서 전고체 배터리의 난점을 해결하는 기술들이 속속 발표되고 있다는 것이다. 해당 기술은 원천 기술에 해당하며 기업이 아닌 국영 연구소와 대학에서 성과가 창출되고 있다. 중국 내에서 산학연 공조가 긴밀히 이루어지고 있음을 방증한다.

지난 9월 중국 칭화(淸華)대학 화학공학과의 연구팀은 '음이온이 풍부한 용매화 구조 설계'를 개발해 냈으며, 이를 기반으로 불소 함유 폴리에터 전해질을 성공적으로 만들어냈다. 해당 연구 성과는 논문 형식으로 국제 학술지인 네이처에 등재됐다.

폴리에터 전해질은 고체이며, 연구팀은 해당 전해질을 사용하여 전고체 배터리를 제작했다. 제작된 전고체 배터리는 604Wh/kg의 에너지 밀도를 기록했다. 이는 현재 리튬 이온 배터리의 에너지 밀도가 150~320Wh/kg인 점을 감안하면 에너지 밀도가 두 배 이상 높아진 것이다. 해당 전고체 배터리는 안전성 테스트도 통과했다. 못을 박아도 화재와 폭발이 일어나지 않았다. 또한 120도의 높은 온도의 박스 안에 6시간 동안 방치되었지만, 연소나 폭발이 일어나지 않았다.

중국의 전기자동차용 배터리 샘플 [신화사=뉴스핌 특약]

◆계면층에 이어 AI 시뮬레이션 설계까지

이어 또 다른 칭화대학교 연구진은 가소성(plasticity)이 풍부한 무기 SEI(고체 전해질 계면층)를 개발해 냈다. 해당 연구 결과 역시 국제 학술지인 네이처에 등재됐다.

칭화대 연구진이 개발한 가소성 SEI는 기계적 성능, 리튬 이온 전달 능력이 뛰어난 특징을 지니고 있다. 가소성 무기 SEI는 변형이 잘 되면서도 구조가 무너지지 않는 성질을 지니고 있다. 이를 배터리 전해질 계면층으로 사용하면 고전류 밀도와 저온 환경에서도 충전과 방전 안전성이 크게 향상된다. 특히 –20℃ 이하의 환경에서도 충·방전이 가능해지며, 고속 충전을 충분히 지탱해 낼 수 있다.

전고체 배터리 공정상의 시행착오를 획기적으로 줄일 수 있는 설계 자동화 프로그램도 만들어졌다. 11월 베이징대학교는 이건(屹艮)과기와 공동으로 AI 기반 차세대 리튬 이온 배터리 설계 자동화 소프트웨어(BDA)를 개발해 냈으며, 개발 성과를 논문 형식으로 중국 내 권위 있는 학술지인 '국가 과학 진전'에 게재했다. 해당 소프트웨어는 AI와 다중 스케일 물리 시뮬레이션을 결합해낸 세계 최초의 설계 시스템이라는 평가를 받는다.

중국은 세계 최대 배터리 생산국이긴 하지만 시행착오 중심의 개발 방식에 머물러 있으며, 연구개발 효율을 혁신적으로 끌어올리는 차원에서 설계 자동화 소프트웨어를 개발하게 됐다는 것이 연구진의 설명이다. BDA를 활용하면 차세대 기술의 개발 기간을 획기적으로 단축할 수 있다. 현재 개발 중인 전고체 배터리 개발에도 소프트웨어가 활용될 것으로 예상되고 있다. 

ys1744@newspim.com

[뉴스핌 베스트 기사]

사진
"기내서 보조배터리 충전 전면 금지" [서울=뉴스핌] 서영욱 기자 = 국내 항공사들이 항공기 객실 내 보조배터리 사용을 전면 금지했다. 최근 기내에서 보조배터리 발화와 연기 발생 사고가 잇따르자 안전 조치를 대폭 강화한 것이다. 20일 항공업계에 따르면 티웨이항공은 오는 23일부터 비행 중 보조배터리로 휴대전화를 충전하거나 보조배터리 자체를 충전하는 행위를 금지한다. 서울 김포국제공항 국내선 출발층 에어부산 수속카운터 전광판에 보조 배터리 기내 선반 탑재 금지 안내문이 표시돼 있다. [사진=뉴스핌DB] 전자기기 충전이 필요할 경우 좌석 전원 포트를 이용하도록 안내했으며, 포트가 없는 기종은 탑승 전 충분히 충전할 것을 권고했다. 보조배터리 반입은 허용되지만 단자에 절연 테이프를 부착하거나 개별 파우치에 보관하는 등 합선 방지 조치를 해야 한다. 이로써 국내 여객 항공사 11곳 모두가 기내 보조배터리 사용을 제한하게 됐다. 대한항공과 아시아나항공, 진에어 등 대형사와 저비용항공사(LCC)들도 이미 금지 조치를 시행 중이다. 국내뿐 아니라 해외에서도 유사 사고가 이어지면서 글로벌 항공업계 전반으로 규제 강화 움직임이 확산되는 추세다. 항공업계는 운항 중 화재가 발생할 경우 대형 사고로 이어질 수 있는 만큼 선제적 대응이 불가피하다는 입장이다. 다만 일부 항공기에는 충전 설비가 충분하지 않아 승객 불편은 당분간 이어질 전망이다. syu@newspim.com 2026-02-20 15:23
사진
"하메네이 제거 후가 더 문제" [서울=뉴스핌] 최원진 기자= 도널드 트럼프 대통령이 이란에 대해 "열흘 안에 결정하겠다"고 시한을 제시하고, 초기 단계의 제한적 선제공격을 검토하고 있다는 보도가 나온 가운데, 이란 정권이 실제로 붕괴할 경우 이를 대체할 뚜렷한 세력이 없다는 분석이 제기됐다. 19일(현지시간) 월스트리트저널(WSJ)은 트럼프 대통령이 아야톨라 세예드 알리 하메네이 이란 최고지도부를 겨냥한 군사 옵션을 선택할 경우 가장 큰 변수는 '그 이후'라고 지적했다. 최고지도자를 제거하더라도 누가 권력을 승계할지, 어떤 체제가 들어설지 불확실하다는 것이다. 이란 최고지도자 아야톨라 세예드 알리 하메네이. [사진=로이터 뉴스핌] 전 이란 고위 관리 출신으로 현재 미국에서 활동하는 반체제 인사 모흐센 사제가라는 "하메네이와 최고 지휘관들을 제거한다면 문제는 그 다음"이라며 "이란이 실패 국가로 전락할 위험도 배제할 수 없다"고 말했다. 마코 루비오 미 국무장관 역시 최근 의회에서 복잡한 권력 이행 과정에서 미국이 협력할 상대를 찾아야 할 것이라고 언급한 바 있다. WSJ는 1979년 이란 혁명 당시와 현재를 대비했다. 당시에는 아야톨라 루홀라 호메이니라는 구심점 아래 국내외 세력이 결집했지만, 지금은 그에 상응하는 상징적 지도자가 부재하다는 것이다. 이란 내부에서는 지난 10여 년간 선거 부정 의혹, 여성 인권 문제, 경제 위기 등을 계기로 반정부 시위가 반복돼왔다. 최근에도 "하메네이에 죽음을"이라는 구호가 등장하는 등 반발 움직임이 이어지고 있다. 그러나 이들 시위는 명확한 지도부나 조직 체계를 갖추지 못한 채 산발적으로 전개되고 있다는 평가다. 해외 반체제 세력 역시 단일한 대안을 제시하지 못하고 있다. 노벨평화상 수상자인 시린 에바디는 하메네이 제거를 위한 표적 공격에 찬성 입장을 밝혔지만, 이란 내 정치 활동가들 사이에서는 군사 개입에 반대하는 목소리도 적지 않다. 가장 주목받는 해외 인사는 팔레비 왕정의 마지막 왕세자인 레자 팔레비다. 그는 세속 민주주의로의 전환을 주장하며 지도자로 나설 뜻을 밝혔지만, 부친 통치 시절의 정치적 탄압과 사회적 불평등을 기억하는 이란인들 사이에서는 여전히 논란의 대상이다. 특히 쿠르드족과 아제르바이잔족 등 소수 민족 사회에서는 중앙집권적 통치에 대한 불신이 남아 있다. 좌파 성향의 이슬람계 반정부 단체 무자헤딘-에-할크(MEK)도 조직력을 갖추고 있지만, 해외 기반이 강하고 과거 이라크와 협력한 전력 등으로 국내 지지는 제한적이다. 일부 중동 및 유럽 당국자들은 하메네이 제거가 곧 체제 붕괴로 이어지지 않을 가능성도 제기한다. 보수 성향 인사들이 권력을 승계하거나, 오히려 더 강경한 체제로 재편될 수 있다는 것이다. 이란 의회 의장 모하마드 바게르 갈리바프 등 강경 인물이 전면에 나설 경우 노선이 한층 강화될 수 있다는 관측도 나온다. 반면 1980년대 소련의 페레스트로이카와 유사한 점진적 개혁 가능성을 완전히 배제할 수 없다는 시각도 있다. 이슬람공화국 창시자의 손자인 세예드 알리 호메이니가 온건 성향 종교인들과 가까운 인물로 거론된다. 트럼프 대통령이 제한적 타격을 시작으로 압박 수위를 높이는 방안을 검토하는 상황에서, 정권 교체 시나리오가 현실화될 경우 이란은 권력 공백과 내부 분열에 직면하거나, 반대로 더 강경한 체제로 재편될 가능성도 있다는 진단이다. wonjc6@newspim.com     2026-02-20 15:50
기사 번역
결과물 출력을 준비하고 있어요.
종목 추적기

S&P 500 기업 중 기사 내용이 영향을 줄 종목 추적

결과물 출력을 준비하고 있어요.

긍정 영향 종목

  • Lockheed Martin Corp. Industrials
    우크라이나 안보 지원 강화 기대감으로 방산 수요 증가 직접적. 미·러 긴장 완화 불확실성 속에서도 방위산업 매출 안정성 강화 예상됨.

부정 영향 종목

  • Caterpillar Inc. Industrials
    우크라이나 전쟁 장기화 시 건설 및 중장비 수요 불확실성 직접적. 글로벌 인프라 투자 지연으로 매출 성장 둔화 가능성 있음.
이 내용에 포함된 데이터와 의견은 뉴스핌 AI가 분석한 결과입니다. 정보 제공 목적으로만 작성되었으며, 특정 종목 매매를 권유하지 않습니다. 투자 판단 및 결과에 대한 책임은 투자자 본인에게 있습니다. 주식 투자는 원금 손실 가능성이 있으므로, 투자 전 충분한 조사와 전문가 상담을 권장합니다.
안다쇼핑
Top으로 이동