[M 투데이 이상원기자] 세계 최대 이차전지업체인 중국 CATL이 최근 10분 만에 400km 주행거리를 충전할 수 있는 신형 ‘셴싱’배터리를 공개했다.

이 배터리는 가격이 리튬이온에 비해 크게 저렴한 리튬인산철(LFP)를 기반으로 했지만 약점으로 지적돼 온 긴 충전시간을 획기적으로 앞당겼다는 점에서 주목을 끈다.

전고체배터리의 상용화가 아직 가시화되지 않은 상황에서 만약 셴싱 배터리가 대규모로 생산, 공급된다면 단숨에 배터리시장은 물론, 전기차시장까지 판도를 완전히 바꿀 수 있는 혁신적인 제품이다.

CATL은 지난 16일 10분 충전으로 400km(248마일)를 주행할 수 있는 급속충전 LFP(리튬인산철) 배터리 ‘셴싱(Shenxing)’을 공개했다.

‘셴싱’은 ‘신과 같은 움직임’이란 뜻으로 매우 빠르게 충전하는 배터리를 의미한다.

CATL의 승용차 사업부 가오 후안(Gao Huan)CTO(최고기술책임자)는 CATL은 2019년부터 거의 매년 혁신적인 배터리 기술을 발표해 왔다면서 올해 발표된 새로운 배터리 ‘셴싱’은 2개 컨셉에 맞춰 개발됐으며, 하나는 ‘굉장히 빠르다는 것’, 그리고 또다른 하나는 ‘누구나 손에 닿을 수 있는 저렴한 가격’이라고 말했다.

그는 ‘셴싱’은 중국의 고어에서 ‘하느님처럼 빨리 여행을 한다’는 의미를 담아 누구나가 그 혜택을 받을 수 있도록 하는 소원이 담겨져 있다고 설명했다.

‘셴싱’ 배터리의 가장 큰 특징은 세계 최초의 4C 급속 충전 LFP 배터리"라는 점이다.

‘C레이트’는 충전 및 방전 속도를 나타내는 단위로, 전지 용량을 1시간에 완전하게 충전 또는 방전할 수 있는 전류의 크기가 ‘1C’다.

즉, 용량 50kWh급 배터리를 출력 50kW로 충전하는 것이 ‘1C’다. 때문에 ‘4C’는 200kW의 고출력으로 충전할 수 있다는 것을 의미한다. 배터리 용량이 크면 충전 가능한 출력도 높아진다.

LFP(리튬인산철) 배터리는 일반적으로 급속 방전할 수는 있어도 급속 충전은 불가했다.

1C~1.5C를 넘어 충전하게 되면 배터리의 음극에 금속리튬이 석출, 배터리를 열화 또는 파괴해 버리기 때문이다.

때문에 LFP를 4C까지 높였다는 것은 매우 경이로운 기술 수준으로 볼 수 있다.

CATL은 이를 극복하기 위해 음극의 흑연을 복수 층으로 나누고 표면에 가까운 곳을 다공질하는 한편, 안쪽은 고밀도화해 리튬이온의 출입을 쉽게 만들었다.

음극에 리튬이온이 들어가기 쉽다는 것은 급속 충전을 가능하게 한다는 것을 의미한다. 위쪽에는 아무런 저항도 받지 않고 이동할 수 있고 아래는 고밀도화해 리튬이온이 빠르게 안쪽까지 움직일 수 있도록 했다는 설명이다.

이를 통해 저렴한 LFP 배터리에서도 초급속 충전을 가능하게 해 20~80%까지를 단 10분 만에 충전, 최대 400km를 주행할 수 있다는 것이다.

다만, 400km는 중국의 CLTC기준(중국 테스트모드 기준)으로, 실제 주행과 50km 정도 차이를 감안하면 10분 충전에 350km 주행이 가능할 것으로 예상된다.

하지만 10분 충전으로 350km 주행이 가능하다면 거의 가솔린차 수준이어서 대량 공급되면 자동차 및 배터리업계에 미치는 파장이 클 것으로 예상된다.

참고로 현재 가장 빠른 충전성능을 자랑하는 테슬라 차량을 V3 슈퍼 충전기로 충전할 경우, 15분 충전으로 275km 주행이 가능하다.

CATL은 특히, LFP 배터리는 외기 온도가 낮아지면 성능이 크게 떨어지지만, 셴싱배터리는 마이너스 10도에서도 0~80%까지 충전하는데 30분밖에 걸리지 않는다고 주장하고 있다.

또, 정극재나 전해액, 분리막을 개량, 배터리의 발열을 억제시켜 열폭주를 원천적으로 차단시켰다고 밝혔다.

셴싱 배터리가 급속 충방전 뿐만 아니라 안전성과 수명도 확실하게 확보했다는 것이다.

이와 함께 CATL은 제조기술 및 품질관리 혁신으로 불량률을 PBB급(10억개당 1개 불량)으로 낮췄다고 주장했다.

CATL은 셴싱 배터리를 화웨이와 창안자동차, CATL이 합작으로 만든 프리미엄 전기차 브랜드 ‘AVATR’ 차량에 첫 탑재, 2024년 1분기에 출시할 예정이라고 밝혔다.

아직은 실제로 이 배터리가 적용된 전기차가 출시되지 않아 성능을 확인하기 어렵지만 중국 산업계에서는 고성능의 저렴한 배터리 개발로 전기차 대중화가 한층 앞당겨 질 것이란 기대감에 부풀어 있다.