CATL, 1600km 주행 가능한 '리튬-공기 배터리' 차세대 전략 공개

세계 최대 배터리 기업 CATL이 차세대 배터리 기술의 방향으로 리튬-공기(Lithium-Air) 배터리를 공식 제시했다. 전고체 배터리를 넘어선 장기 전략으로 리튬-공기 기술을 지목한 것으로, CATL 수석 과학자이자 중국공정원 원사인 우카이가 최근 열린 2026 파워링 더 네이션 포럼에서 이를 회사의 핵심 연구 분야로 밝혔다. CATL이 공개 석상에서 리튬-공기 기술을 미래 전략의 중심으로 언급한 것은 이번이 처음이다.

리튬-공기 배터리는 기존 리튬이온 배터리와 구조 자체가 다르다. 니켈, 코발트, 망간 등 금속 화합물 대신 리튬 금속을 음극으로 쓰고 공기 중 산소를 양극 반응에 활용해 별도의 산화제를 내부에 저장할 필요가 없다. 이 때문에 무게를 크게 줄일 수 있어 업계에서는 '숨 쉬는 배터리'라고도 부른다. 이론적 에너지 밀도는 최대 1만2000Wh/kg 수준으로, 가솔린에 근접한 수치로 평가된다. 최근 연구 단계 시제품은 현재 상용 전기차에 쓰이는 리튬이온 배터리의 약 4배인 1200Wh/kg 이상을 기록했으며, 이 기술이 상용화되면 한 번 충전으로 1600km 이상 주행하는 전기차도 가능할 것으로 전망된다.

남은 과제와 CATL의 로드맵

다만 리튬-공기 배터리는 공기 중 수분과 이산화탄소에 민감하고, 충·방전 과정에서 촉매 안정성을 유지하기 어려우며 배터리 수명이 짧다는 문제가 있다. 1970년대부터 이어진 연구에서도 아직 풀지 못한 숙제다. 다만 미국 아르곤 국립연구소와 일리노이공대 연구진이 2025년 상온에서 1000회 충·방전이 가능한 1200Wh/kg급 시제품을 공개하는 등 기술적 진전이 이어지고 있어 상용화 가능성을 높이고 있다는 평가도 나온다.

이번 발표는 CATL이 나트륨 이온 배터리 양산에 성공한 이후 나온 후속 전략이라는 점에서도 눈길을 끈다. CATL은 이미 나트륨 이온 배터리를 양산 단계에 올려놓았고, 중국 주요 완성차 업체들이 이를 적용한 차량을 출시하고 있다. CATL은 단기적으로 기존 리튬이온 배터리 경쟁력을 강화하고, 중기적으로 전고체 배터리를 도입한 뒤, 장기적으로 리튬-공기 배터리로 에너지 저장 기술의 한계를 돌파한다는 로드맵을 제시했다.

배터리 업계에서는 리튬-공기 배터리가 상용화될 경우 전기차뿐 아니라 항공 모빌리티, 장거리 물류, 대규모 에너지 저장장치(ESS) 시장까지 바꿀 수 있을 것으로 보고 있다. 다만 기술 성숙도와 생산 비용, 안전성 검증 등을 고려하면 실제 시장 투입까지는 상당한 시간이 필요할 것이라는 전망도 함께 나온다.