CATL, "울트라 하이브리드 배터리" 출시: 삼원계와 LFP는 경쟁에서 통합으로 전환되는가?

CATL은 1월 22일 "천싱 II 경상용차 전 시나리오 맞춤형 시리즈 솔루션"과 이를 지원하는 스마트 관리 애플리케이션 "배터리 버틀러" 천싱 에디션을 출시했습니다. 이 중 가장 주목할 만한 것은 경상용차 초하이브리드 화학 시스템 셀을 탑재한 천싱 II 경상용차 장거리 배터리입니다. 이 제품은 삼원계 리튬과 리튬인산철 소재를 동일한 화학 시스템 내에 통합했습니다.

CATL의 최고 기술 책임자인 가오환(Gao Huan)은 미디어 브리핑에서 이 기술의 혁신에 대해 설명했습니다. "내부적으로 우리는 이 삼원계-리튬인산철 소재 시스템을 초하이브리드 시스템이라고 부릅니다. 이는 배터리 소재를 혼합하는 것으로, 가장 직접적인 효과는 에너지 밀도를 높이는 동시에 비용을 제어하는 것입니다."

사실, 3개월 전 CATL은 리오토와 초하이브리드 시스템 배터리를 공동 출시했으며, 리오토의 플래그십 모델인 D19에 탑재될 것이라고 발표했습니다.

가오환은 "현재 양산되는 리튬인산철 소재의 최고 부피 에너지 밀도는 리터당 450와트시 이상에 달할 수 있으며, 삼원계 소재는 리터당 500와트시부터 시작합니다."라고 말했습니다. 특정 차량 모델에 리터당 480~500와트시의 에너지 밀도를 가진 배터리가 필요한 경우, 전통적인 리튬인산철은 수요를 충족시킬 수 없으며, 삼원계 소재는 비용을 크게 증가시킬 것입니다.

초하이브리드 배터리의 등장은 이러한 격차를 해소하기 위한 것입니다. 이는 리튬인산철의 에너지 밀도 상한선을 돌파할 뿐만 아니라 순수 삼원계 리튬과 관련된 높은 비용도 피할 수 있습니다.

오늘날 신에너지차 시장은 주행 거리에 대한 요구 사항이 점점 더 높아지고 있습니다. 2025년에는 일부 주행 거리 연장형 차량에 이미 60kWh를 초과하는 배터리가 장착되었으며, 2026년에는 Leapmotor의 D 시리즈를 포함한 여러 모델에서 80kWh 수준의 배터리 용량이 예상됩니다.

리튬인산철 배터리가 순수 전기 주행 거리 500km 이상을 달성하려면 더 많은 셀을 적층해야 할 수 있으며, 이는 차량 무게가 3톤을 초과하게 되어 핸들링과 안전에 영향을 미칠 수 있습니다. 삼원계 리튬 배터리는 더 높은 에너지 밀도를 제공할 수 있지만, 비용은 주류 시장 채택의 주요 장애물로 남아 있습니다.

전고체 배터리는 차세대 배터리 기술 방향으로 여겨지고 있습니다. 중국 과학원 오양밍가오 원사의 예측에 따르면, 전고체 배터리의 산업화는 2027년에서 2028년 사이에 시작될 수 있으며, 2030년에는 본격적인 대량 생산이 예상됩니다. 그러나 전고체 배터리는 대규모 상용화까지 아직 몇 년이 남아 있으며, 양극재는 여전히 고니켈 삼원계 시스템에 주로 의존하고 있습니다. 이는 초고밀도 배터리와 같은 전환 기술에 개발 공간을 제공합니다.

초하이브리드 배터리의 기술적 구현은 단순히 두 가지 재료를 혼합하는 것이 아닙니다. 가오환은 브리핑에서 "삼원계와 리튬인산철 간의 계면 문제, 전압 플랫폼 문제, 전해질 산화환원 문제 등 극복해야 할 수많은 기술적 과제가 있다"고 인정했습니다.

이러한 재료 수준에서의 융합은 시스템 아키텍처 수준에서 CATL의 이전 "듀얼 코어 배터리" 개념을 보완합니다. 2025년 4월 슈퍼 테크놀로지 데이에서 CATL은 서로 다른 화학 시스템을 가진 배터리를 별도의 구역에 배치하여 성능 상호 보완을 달성하는 샤오야오 듀얼 코어 배터리를 출시했습니다. 예를 들어, 나트륨 이온과 리튬 인산철의 조합은 북부 지역의 극저온 지역을 대상으로 할 수 있으며, 삼원계 리튬과 리튬 인산철의 조합은 고성능과 긴 주행 거리를 균형 있게 맞춥니다.

"듀얼 코어" 시스템 아키텍처부터 "초하이브리드" 소재 수준까지 CATL은 다차원적으로 기존 파워 배터리의 성능 한계를 돌파하고 있습니다. 우한대학교 아이신핑 교수는 "삼원계 리튬과 리튬인산철은 '이것 아니면 저것'의 대립 관계가 아니라 서로 다른 기술적 특성에 기반한 시나리오 기반의 선택"이라고 말했습니다. 이 견해는 CATL의 기술 전략과 일치합니다.

브리핑에서 가오환은 핵심 일정을 공개했습니다. CATL의 초하이브리드 배터리 대규모 상업 양산은 2026년 4월에 시작될 것으로 예상됩니다. 이는 이 기술이 공식적으로 시장에 출시되기까지 3개월도 채 남지 않았음을 의미합니다.

CATL이 초하이브리드 배터리 제품을 상용차 부문에서 먼저 출시하기로 한 결정에는 상업적 논리가 있습니다. 가오환은 다음과 같이 설명했습니다. "도시 간 배송 시나리오에서는 필요한 주행 거리가 증가하고 있습니다. 삼원계 소재만 사용하면 경제성을 정당화하기 어렵습니다. 또한 충전이 여전히 매우 편리하지 않으므로 상용차 부문에 초하이브리드 시스템 배터리를 혁신적으로 적용했습니다."

천싱 II 경상용 장거리 배터리는 단일 팩 용량이 253kWh로 경상용차 업계 최대 규모입니다. 이 배터리를 탑재하면 실제 주행 거리 800km를 달성할 수 있어, 중간 충전 없이도 광저우에서 푸저우와 같은 일반적인 도시 간 노선을 쉽게 운행할 수 있습니다. 또한, 배터리 보증 기간이 10년 또는 100만 킬로미터로 연장되었으며, 자체 보상 리튬 양극재 및 자체 복구 전해질과 같은 기술이 적용되어 배터리 수명을 더욱 연장합니다. 이러한 특징은 높은 경제성과 신뢰성이 요구되는 상용차 운행 시나리오에 특히 적합합니다.

시장 경쟁 및 제품 양산 속도에 대해 가오환은 다음과 같이 말했습니다. "다른 회사들도 초하이브리드 배터리를 연구하고 있지만, CATL은 이 분야에서 양산 돌파구를 달성한 최초의 기업입니다."

초하이브리드 배터리의 대량 생산과 함께, 삼원계 리튬 및 리튬인산철 소재는 더 이상 선택의 문제가 아니라 동일한 셀 내에서 시너지 효과를 발휘하며 각자의 장점을 활용할 수 있게 되었습니다. 더 넓은 관점에서 볼 때, 초하이브리드 배터리 기술은 전력 배터리 산업에 새로운 발전 방향을 제시합니다.

2026년 4월의 대량 생산 목표가 다가옴에 따라, 초하이브리드 배터리는 실제 상업 환경에서 테스트될 것입니다. 시장에서의 성과는 실제 성능, 비용 통제 능력 등 다양한 요인에 따라 달라질 것입니다.