전기 자동차용 더 나은 배터리를 만들기 위한 전 세계적인 경쟁에는 새로운 목표가 있습니다. CATL로 알려진 Contemporary Amperex Technology Co. Limited는 장기 연구 계획에 큰 변화를 발표했습니다. 중국 배터리 제조업체는 이제 가솔린의 에너지 밀도와 일치하는 이론적 최대 에너지 밀도를 갖춘 리튬 공기 기술에 중점을 두고 있습니다.
이 발표는 2026 Powering the Nation Forum에서 CATL의 수석 과학자인 Wu Kai가 발표했습니다. 중국 공학 아카데미 회원이기도 한 Wu는 회사의 전략을 처음으로 공개적으로 공유했으며, 이는 거대 배터리 제조업체가 글로벌 시장 경쟁의 다음 단계가 어디에서 일어날 것이라고 믿고 있는지를 나타냅니다.
전기 자동차의 표준 리튬 이온 배터리는 중금속 화합물을 사용합니다. 이러한 화합물에는 일반적으로 리튬 이온을 보유하기 위해 니켈, 코발트 및 망간이 포함되어 있습니다. 리튬-공기 설계는 이러한 무거운 물질을 제거합니다. 대신 리튬 금속 양극을 사용하고 주변 공기에서 직접 산소를 흡수하여 음극 반응물로 작용합니다. 연구자들은 환경으로부터 산소를 끌어들이기 때문에 이를 "통기성 배터리"라고 부릅니다. 이 설정은 배터리 셀의 전체 무게와 내부 복잡성을 모두 낮춥니다.
기술 이면의 수학은 배터리 제조업체가 관심을 갖는 이유를 설명합니다. 리튬-공기 시스템의 이론적 에너지 밀도 한계는 12,000Wh/kg입니다. 휘발유는 대략 13,000Wh/kg에 달하며 현대 실험실 배터리 프로토타입은 1,200Wh/kg 이상에 도달했습니다. 이 마지막 수치는 오늘날 주류 전기 자동차의 250~270Wh/kg 용량보다 4배 더 높습니다. 이는 또한 곧 출시될 전고체 배터리에서 예상되는 500Wh/kg 목표의 두 배 이상입니다.
제조사들이 이들 부품을 양산에 성공한다면 전기차의 표준 주행거리는 크게 바뀔 것이다. 1회 충전 주행거리가 1,600km 이상인 차량이 정상화될 수 있다. 이는 많은 구매자가 EV를 멀리하는 주행 거리 문제를 효과적으로 해결할 것입니다.
과학자들은 1970년대에 처음으로 리튬-공기 개념을 생각했지만 엔지니어링 문제로 인해 기업들은 수십 년 동안 실제 차량에 이 기술을 사용하지 못했습니다. 구성 요소는 공기 중의 습기와 이산화탄소에 매우 민감합니다. 초기 프로토타입은 또한 촉매 안정성이 낮고 수명이 짧은 문제도 겪었습니다. 그러나 많은 진전이 있었고, 이러한 문제를 해결하기 위한 최신 학술 프로젝트가 시작되었습니다.
일리노이 대학 시카고, 아르곤 국립 연구소, 캘리포니아 주립 대학 노스리지의 공동 프로젝트에서는 2024년에 작동 가능한 리튬 공기 배터리를 선보였습니다. 이 프로토타입은 자연 공기를 모방한 환경에서 700회 이상의 사이클을 관리했습니다. 2025년까지 아르곤 국립연구소는 일리노이 공과대학과 협력하여 새로운 프로토타입을 제작했습니다. 이 장치는 1,200Wh/kg의 에너지 밀도 수준을 달성했으며 표준 실온에서 1,000회 충전 주기 동안 지속되었습니다. 전문가들은 이 특정 디자인이 2030년 이후까지 실제 차량에 적용되지 않을 것으로 예상합니다.
CATL은 대체 화학 개념을 실제 제품으로 전환한 역사를 가지고 있습니다. 이 회사는 2020년에 나트륨 이온 배터리 설계를 발표했으며 현재 해당 배터리는 이미 대량 생산되고 있으며 자동차 제조업체는 여러 새로운 차량 모델에 이를 설치하고 있습니다. 이러한 모델에는 GAC Aion UT 및 Changan Oshan 520이 포함됩니다. Geely, Chery 및 FAW와 같은 다른 자동차 브랜드도 소형 전기 자동차의 가격을 낮추기 위해 이러한 나트륨 이온 팩을 사용하고 있습니다.
새로운 리튬-공기 발표는 회사가 일정을 세 부분으로 분할할 계획을 보여줍니다. 단기 계획은 기존의 성숙한 배터리 설계를 사용하여 현재 시장 요구 사항을 충족하는 것입니다. 중기적으로 CATL은 솔리드 스테이트 팩을 출시하여 프리미엄 EV의 주행 경험을 향상시킬 것입니다. 장기적으로는 리튬-공기 기술을 상용화해 에너지 저장 능력을 극대화하는 것이 관건이다.
이 장기 연구를 시작하면서 사업 규모는 중국 제조업체에 유리하게 기울어졌습니다. CATL은 전력 배터리와 고정식 에너지 저장 시스템 모두에서 세계 최대 시장 점유율을 보유하고 있습니다. 자동차 부문에서는 2026년 4월 기준 47.0%의 시장 점유율을 확보했다. 에너지 저장 부문에서는 2025년 한 해 동안 121GWh의 축전지를 판매했다. 이 물량으로 전 세계 시장 점유율 30.4%를 기록하며 5년 연속 전 세계 1위 자리를 지켰다.
