충전 없이 50년 쓰는 꿈의 배터리 개발 경쟁 가속화...중국 원자력 배터리와 나트륨-황 배터리 기술 주도

2026년 4월 4일

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[한국정보기술신문] 스마트폰부터 전기차까지 모든 디지털 기기의 핵심인 배터리 기술에서 혁신적 변화가 일어나고 있다. 중국 기업들이 충전 없이 수십 년간 사용할 수 있는 차세대 배터리 개발에서 앞서가며 글로벌 기술 경쟁을 주도하고 있다.

50년 무충전 원자력 배터리 등장

중국 스타트업 베타볼트가 개발한 'BV100'은 한 번 장착하면 50년간 충전 없이 사용할 수 있는 초소형 원자력 배터리다. 이 배터리는 방사성 동위원소의 붕괴 에너지를 전기로 변환하는 원리를 사용한다.

기존 리튬이온 배터리가 2-3년마다 교체해야 하는 것과 비교하면 혁신적인 수준이다. 특히 심장박동기나 우주항공 장비처럼 교체가 어려운 분야에서 큰 주목을 받고 있다.

미국 스타트업 인피니티 파워는 에너지 전환 효율을 60% 이상으로 개선한 고효율 원자력 전지를 개발 중이다. 기존 원자력 배터리의 효율이 20% 내외인 것을 감안하면 3배 이상 향상된 성능이다.

하지만 두 기업 모두 아직 상용화 단계에는 도달하지 못했다. 안전성 검증과 대량생산 기술 확보가 남은 과제로 지적된다.

중국 연구진이 국제학술지에 발표한 나트륨-황 배터리 기술도 주목받고 있다. 이 배터리는 현재 리튬이온 배터리 대비 7-8배 높은 에너지 밀도를 달성했다.

더욱 놀라운 것은 제조 비용이다. 기존 리튬이온 배터리 제조 비용의 약 20분의 1 수준으로 대폭 줄일 수 있다고 연구진은 밝혔다.

나트륨과 황은 지구상에 풍부하게 존재하는 원소다. 반면 리튬은 매장량이 제한적이고 채굴 지역이 특정 국가에 집중돼 있어 공급망 불안정 요인이 크다.

배터리 업계 관계자는 "나트륨-황 배터리가 상용화되면 리튬 의존도를 크게 줄일 수 있다"며 "자원 안보 측면에서도 중요한 의미를 갖는다"고 말했다.

하지만 전문가들은 이러한 차세대 배터리 기술들이 실제 상용화되기까지는 더 많은 시간이 필요하다고 지적한다. 특히 원자력 배터리의 경우 방사성 물질 사용에 따른 안전성 검증이 필수적이다.

산업연구원 관계자는 "기술적 성과는 인상적이지만 대량생산과 안전성 확보가 관건"이라며 "실제 제품화까지는 5-10년 더 걸릴 것"이라고 전망했다.

중국이 차세대 배터리 기술에서 앞서가면서 글로벌 배터리 패권 경쟁이 더욱 치열해지고 있다. 현재 전기차 배터리 시장에서도 중국 기업들이 70% 이상의 점유율을 차지하고 있다.

국내 배터리 업계도 대응 기술 개발에 박차를 가하고 있다. LG에너지솔루션과 삼성SDI 등이 차세대 배터리 기술 연구개발에 대규모 투자를 확대하고 있다.

한국정보기술신문 정보기술분과 최수하 기자 news@kitpa.org