전기차 화재 사건으로
리튬 배터리 우려 커지며
나트륨 이온 배터리 주목

잇단 전기차 배터리 화재 사고로 인해 리튬 이온 배터리에 대한 우려가 계속해서 확장되고 있다. 공동주택과 지하주차장이 많은 한국 상황이 맞물리며 이와 같은 우려가 더욱 커지고 있다. 이에 전기차에서 주력 에너지원으로 사용되는 리튬 이온 배터리의 대체제로 나트륨 이온 배터리가 주목받고 있다는 분석이 나왔다.

지난 3일 워싱턴포스트는 최근 미국 배터리 업계에서 리튬 배터리를 대체할 차세대 제품으로 나트륨 배터리를 주목하고 있다고 전했다. 나트륨 배터리는 말 그대로 소금으로 만드는 배터리로 작동 방식은 리튬 배터리와 비슷하지만, 충전과 방전 과정에서 전류를 나르는 이온 종류가 리튬에서 나트륨으로 바뀐 이차전지다.

가연성 낮고
비용이 저렴

나트륨 배터리가 주목받는 이유는 리튬 이온 배터리보다 가연성이 낮아 안정적이며 값비싼 리튬보다 저렴한 소금을 원료로 사용해 비용이 저렴하기 때문이다. 나트륨 배터리는 제조 과정에서 리튬, 니켈, 코발트를 사용하는 리튬 배터리와 달리 나트륨, 철, 망간을 사용한다.

이에 나트륨 배터리는 소재값에서부터 리튬 배터리에 비해 훨씬 저렴할 수밖에 없다, 또한 나트륨 배터리는 음극에 구리 대신 알루미늄을 사용할 수 있기에 기존 리튬 이온 배터리보다 원자재 비용을 30~40%가량 줄일 수 있다.

전해질이 불연성
화재로부터 안전

리튬 이온 배터리는 양음극재가 분리막 결함으로 서로 직접 접촉하면 화재가 발생하게 된다. 양음극재를 둘러싼 전해질 또한 휘발성이기에 배터리 열폭주 현상까지 발생하게 되는 것이다. 반면 나트륨 이온 배터리는 전기·화학적 안전성이 높고 전해질이 불연성이기에 화재로부터 훨씬 안전하다.

또한 리튬 배터리는 생산 공정 문제로 노동 환경이 위험하며 리튬과 코발트를 채굴하는데 주변 환경이 심각하게 오염되는 문제가 있다. 이것이 상대적으로 리튬보다 안전하고 환경 영향이 적은 나트륨 이온 배터리가 계속해서 주목받는 이유다.

단점으로 꼽히는 것은
에너지 밀도 낮다는 것

나트륨 배터리는 리튬 배터리보다 수명 측면에서도 우수하다. 일반적으로 리튬 배터리는 충전 사이클이 최대 5천 회에 그치지만 나트륨 배터리는 최대 수백만 회의 충전 사이클을 가진다. 나트륨 이온 배터리의 단점으로 손꼽히는 것은 리튬 이온 배터리보다 에너지 밀도가 낮고 이로 인해 무게가 더 나간다는 것이다.

그러나 무게와 에너지 밀도 문제는 기술 발전으로 해결할 수 있을 것이라는 전문가의 분석도 나오는 만큼 나트륨 이온 배터리가 리튬 이온 배터리를 대체할 수 있는 새로운 게임 체인저가 될 수 있을지 주목된다. 실제로 중국 자동차 기업 JAC는 나트륨 배터리의 장점을 활용해 지난 1월 세계 최초로 나트륨 이온 배터리를 탑재한 ‘이웨이 3’를 시장에 선보인 바 있다.

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