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전고체 배터리마저 중국이 석권하나

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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

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[뉴스핌 설문] 바람직한 정당체제는? [서울=뉴스핌] 김종원 정치부장 = 22대 현역 국회의원 10명 중 6명(60%)은 한국 정당의 가장 바람직한 지도체제와 관련해 '당대표와 원내대표가 권한을 분담하는 이원적 지도체제'를 선호하는 것으로 조사됐다. 정치학자 10명 중 5명(49%)도 현역 국회의원과 동일하게 '당대표와 원내대표의 이원적 지도체제'를 가장 바람직한 지도체제라고 답했다. 종합뉴스통신사 뉴스핌은 올해 창간 23주년을 맞아 14회 서울이코노믹 포럼을 오는 4월 9일 서울 여의도 페어몬트호텔 그랜드볼룸에서 열면서 한국정치학회(회장 윤종빈)와 공동 기획으로 국회의원·정치학자를 대상으로 정치개혁 인식 심층 설문조사를 실시했다. ◆현역 국회의원 50명·정치학자 100명 심층 설문 올해 6·3 지방선거를 50여 일 앞둔 상황에서 뉴스핌과 한국정치학회 공동기획 설문조사 결과는 적지 않은 시사점을 준다. '정치 정쟁에서 실용으로 대전환'이라는 대주제 속에 실시된 이번 설문조사는 현재 한국의 정치개혁이 '정당의 민주주의, 당내 민주주의'가 선결되지 않고서는 실질적인 정치개혁을 이룰 수 없다는 문제 인식 속에서 진행됐다. 현역 국회의원 50명과 정치학자 100명을 대상으로 지난 2월 25일부터 3월 25일까지 한 달 간 ▲정당 민주주의 ▲정치신뢰 ▲정치제도 ▲국회 입법 생산성 분야로 나눠 심층적인 설문조사를 진행했다. 특히 6·3 지방선거를 앞두고 한국의 정당들이 크고 작은 공천 잡음과 난맥상을 보이는 가운데 이번 정치개혁 인식 설문조사 결과가 한국 정치의 현주소를 진단하고 나아갈 방향성을 제시하고 있다. ◆한국 정당 민주주의 선결돼야 실질적인 정치개혁 가능해 무엇보다 한국 정당의 당내 민주주의 수준이 낮은 편이라고 답한 현역 국회의원 중 '당내 민주주의를 가장 저해하는 요인'으로 61.9%가 '후보자 공천 과정의 중앙집중적 운영'이라고 가장 많이 답했다. '당대표에 권한이 집중된 정당 구조' 47.6%, '당론 결정 과정의 중앙집중적 운영' 47.6%, '특정 계파 또는 정치세력 중심의 정당 운영' 47.6%로 비슷하게 뒤를 이었다. 7개 예시 중 최대 3개까지 선택할 수 있는 이번 조사에서 '공천의 중앙집중'이 정당 민주주의 저해 1순위임을 확인할 수 있었다. 현역 국회의원들은 가장 바람직한 공천 방식과 관련해 '완전 국민경선제'(오픈 프라이머리)를 40%로 가장 선호했다. '당원 중심 상향식 공천'(34%)도 비교적 높은 응답률을 보였다. '독립적인 공천기구 설치'(12%)가 대안으로 선택됐다. 현행 공천 관행이 폐쇄적이고 중앙집중적이라고 의원들은 봤다. ◆현역 의원 70% '현행 정당 지도체제 제도적 변화 필요' 특히 현역 의원들은 '현행 정당의 지도체제에 대한 제도적 변화가 필요하다'는데 무려 70%('그런 편이다' 60%+'매우 그렇다' 10%)가 답했다. '향후 한국 정당의 가장 바람직한 지도체제'에 대해서는 '당대표와 원내대표가 권한을 분담하는 이원적 지도체제'가 60%로 압도적으로 높았다. 이번 설문조사의 책임연구원인 윤종빈 한국정치학회장(명지대 정외과 교수)은 "당 운영과 원내 운영을 분리해 각각의 역할과 책임을 명확히 하는 것이 필요하다는 국회의원들의 문제의식이 반영된 것으로 보인다"고 분석했다. 윤 회장은 "당대표는 당 전체의 비전과 조직관리, 원내대표는 국회 협상과 입법, 의원단 관리에 초점을 맞춤으로써 책임성과 효율성을 높일 수 있다고 판단하는 것"이라고 설명했다. 현역 의원들은 당대표와 원내대표의 이원화 체계를 확립해야 한다는 의견이 압도적으로 높았다. 원내대표의 권한을 강화하고 원내정당 체제와 상임위원회 체제로 전환해야 한다는 것을 시사한다. 윤 회장은 "균형 있는 지도부 수립을 위한 원내 정책 정당화가 필요하다는 인식의 공감대가 어느 정도 이뤄지고 있는 것으로 보인다"면서 "당대표 중심 체제의 대안으로 당대표-원내대표 권한 분산과 원내 정당화에 대한 공감대가 형성돼 있다는 것을 확인할 수 있다"고 진단했다. ◆정치학자 '공천 과정 중앙집중' 정당 민주주의 약화 핵심 정치학자 100명을 대상으로 한 '가장 바람직한 한국 정당의 지도체제'에서도 '당대표와 원내대표가 권한을 분담하는 이원적 지도체제'를 49%로 가장 선호했다. '당대표를 폐지하고 원내대표 중심으로 운영되는 원내 정당체제' 20%, '중앙당을 축소하거나 폐지하고 국회의원 중심으로 운영되는 분권형 정당체제' 20%로 비슷했다. 다만 '현행 당대표 중심체제' 존속에 대한 선호도는 9%에 불과했다. 일각에서 제기돼 온 '집단지도체제'는 1%로 미미했다. 한국의 당내 민주주의 수준이 낮은 편이라고 답한 정치학자들의 10명 중 8명인 81%가 '당내 민주주의 발전을 가장 저해하는 요인'에 대해 '후보자 공천 과정의 중앙집중적 운영'이라고 답했다. '특정 계파 또는 정치 세력 중심의 정당 운영' 55.7%, '당론 결정 과정의 중앙집중적 운영' 49.4%, '당대표에 권한이 집중된 정당 구조' 48.1% 순이었다. 정치학자들도 현역 국회의원들과 마찬가지로 '공천의 중앙집중'이 정당 민주주의를 약화하는 핵심 요인으로 봤다. ◆6·3 지선 정국 속 공천 방식 '완전국민경선' '상향식' 선호 '가장 바람직한 공천 방식'으로는 '당원 중심의 상향식 공천' 35%, '완전 국민경선제'(오픈 프라이머리) 31%, '독립적인 공천기구 설치' 27%로 다소 비슷했다. 현역 국회의원들이 '완전 국민경선제' 40%, '당원 중심 상향식 공천' 34%, '독립적인 공천기구 설치' 12%인 것과는 다소 차이를 보였다. 윤 회장은 "당원 중심 상향식 공천과 오픈 프라이머리는 공천의 민주성을 강조하는 공통점이 있다"면서 "독립적 공천기구 설치는 공천 과정의 공정성에 조금 더 무게를 두고 있는 것으로 판단된다"고 설명했다. 윤 회장은 "정치학자들은 어떤 공천 방식이든 공천 과정의 투명성과 신뢰성 확보가 우선돼야 한다는 것을 시사한다"고 진단했다. ◆정치학자 79% '당내 민주주의 수준 낮다', 60% '당대표 권력 집중' 특히 정치학자의 무려 76%('매우 그렇다' 14%+'그런 편이다' 62%)가 '현행 한국 정당의 지도체제에 제도적 변화가 필요하다'고 압도적으로 높은 의견을 보였다. 대다수 정치학자들은 현재 당 지도체제가 당내 갈등을 조정하고 다양한 의견을 수렴하는 데 효과적이지 못하다고 평가했다. 당대표에 권한이 집중된 구조를 개혁해야 한다는 의견이 압도적으로 높았다. 특히 공천 과정에서 당대표의 영향력을 축소해야 한다는 목소리가 컸다. 정치학자들은 '현재 한국 정당은 당대표에게 권력이 지나치게 집중돼 있다'는 것에 대해 60%('매우 동의한다' 8%+'동의한다' 52%)가 동의했다. '한국 정당의 당내 민주주의 수준'에 대해서도 무려 79%('매우 낮다' 22%+'낮은 편이다' 57%)로 10명 중 8명 가까이가 낮다고 평가했다. 당내 민주주의 수준이 높다는 응답은 3%에 그쳤다. 정당 민주주의 취약성과 수직적 당 운영 구조의 위기를 그대로 보여준다. 윤 회장은 "정당 의사결정 과정에서 당대표와 중앙당 지도부가 가장 큰 영향력을 행사한다는 점과 당대표에게 권력이 지나치게 집중돼 있다는 점에 현역 의원과 정치학자 집단 간에 큰 이견이 없는 것으로 확인됐다"고 말했다. 윤 회장은 "두 집단 모두 정당 내 민주주의 수준에 대한 부정적인 평가가 우세했다"면서 "정당 지도체제에 대한 제도적 변화가 필요하다는 데 의견이 일치했고 바람직한 지도체제로 '당대표와 원내대표의 권한 분담을 통한 이원화 체제'를 가장 선호한 것으로 확인됐다"고 진단했다.  ◆뉴스핌, 한국 언론 첫 '4당 원내대표' 정책 토론장 마련 뉴스핌은 한국정치학회와 공동으로 기획한 이번 설문조사 결과를 토대로 포럼 당일인 9일 오전 11시부터 한국 정치의 개혁을 위한 실질적인 해법을 모색하는 정책토론의 장을 마련한다. 윤 회장 사회로 집권 여당인 더불어민주당 한병도 원내대표와 김영배 의원, 제1야당인 국민의힘 송언석 원내대표와 최형두 의원, 조국혁신당 서왕진 원내대표, 개혁신당 천하람 원내대표가 한국 언론 사상 처음으로 4당 원내대표와 의원들이 참석하는 정책토론이 진행된다.  입법 당사자인 4당 원내대표와 의원들이 직접 정책토론에 나와 실질적인 정치개혁 입장을 밝힌다는 것은 그 의미가 적지 않다. 이번 토론은 뉴스핌TV 유튜브 방송으로도 실시간 라이브 중계된다. 이번 설문조사의 공동연구원으로는 한의석 성신여대 정외과 교수, 최현진 경희대 정외과 교수, 윤성원 한양대 정외과 조교수, 임희수 연세대 정치학과 BK21 박사 후 연구원이 참여했다. 뉴스핌은 설문조사 결과를 이번 포럼 토론 이후에도 뉴스핌TV '이슈터미네이터' '정국진단' 프로그램을 통해 정치개혁 차원에서 실질적 해법을 강구하는 정책 공론화의 장을 마련해 나간다.   kjw8619@newspim.com 2026-04-08 12:00
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메타, 첫 AI 모델 '뮤즈 스파크' 공개 [뉴욕=뉴스핌] 김민정 특파원 = 마크 저커버그의 메타 플랫폼스가 대규모 투자를 통해 구성한 연구팀의 첫 인공지능(AI) 모델인 '뮤즈 스파크(Muse Spark)'를 8일(현지시간) 공개했다. AI 경쟁에서 경쟁 업체들을 따라잡기 위한 행보다. 뮤즈 스파크는 메타 슈퍼인텔리전스 랩(MSL)이 개발한 새로운 뮤즈 시리즈다. 지난해 메타는 스케일 AI에 143억 달러를 투자해 최고경영자(CEO)인 알렉스 왕이 슈퍼인텔리전스 랩을 이끌도록 했다. 뮤즈 스파크는 초기 메타 AI 앱과 웹사이트에 적용될 예정이다. 몇 주 후에는 왓츠앱과 인스타그램, 페이스북, 스마트 글래스에 탑재된 기존 라마(Llama) 모델을 대체하게 된다. 평가 회사인 아티피셜 애널리시스에 따르면, 뮤즈 스파크 모델은 전반적인 AI 모델 테스트에서 공동 4위를 차지했다. 메타가 공개한 벤치마크에 따르면 뮤즈 스파크는 경쟁 제품인 제미나이 3.1 프로와 GPT 5.4, 그록 4.2와 비교해도 경쟁력 있는 성적을 냈다. 차트 이해 능력을 나타내는 'CharXiv Reasoning' 지표는 86.4%로 경쟁 제품 중 가장 높았고, 다중양식(멀티모달) 인식 능력을 측정하는 'MMMU 프로' 점수도 80.4%를 나타냈다. 메타는 블로그 게시물에서 "뮤즈 스파크는 멀티모달 인식과 보건, 에이전트 태스크에서 경쟁력 있는 성능을 보여준다"며 "우리는 장기 에이전트 시스템과 코딩 작업 등 현재 성능 차이가 있는 영역에 계속 투자할 것"이라고 강조했다. 이날 메타의 주가는 강세를 보였다. 미국 동부 시간 오후 3시 59분 기준 메타는 전장보다 6.52% 급등한 612.56달러를 기록했다. 메타플랫폼스가 8일(현지시간) 인공지능(AI) 모델인 뮤즈 스파크를 공개했다.[사진=메타플랫폼스] 2026.04.09 mj72284@newspim.com mj72284@newspim.com 2026-04-09 05:03
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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.
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