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Battery, Battery Materials, Emerging Industry

<2022> 전고체전지 기술 현황 및 시장 전망 (~2030)

 

LiB의 안정성 및 에너지 밀도에 관한 Issue가 지속적으로 나옴에 따라이를 해결하기 위한 차세대 전지 개발이 점차 확산되고 있고전고체전지는 이중에서도 안정성 및 개발 완성도 측면에서 가장 많은 관심을 받고 있다.

 

전고체전지는 전해질의 물질의 종류 황화물계산화물계폴리머계 3가지로 분류될 수 있으며각 물질별로 서로 다른 장/단점 및 Issue 사항들을 가지고 있다본 보고서는 이러한 물질의 종류별 장/단점 및 Issue 사항 및 제조 공정 등을 기술하였다또한각 기업별 주요 개발 종류 및 종류별 시장전망을 ‘30년까지 전망하였다.

본 보고서는 기술의 개발 정도, OEM 요구 사항전고체전지사들의 목표 양산 시점들을 종합하여 시장을 산출하였으며전지사의 종류별기업별, Application별로 시장을 분석하였다.

위의 내용을 총 10개 장으로 나누어 내용을 기술하였으며각 장별 대략적인 내용은 아래의 목차와 같다.

 

2021년 판에서 부족한 전해질 종류별 문제점 및 개선방향, Semi Solid/Hybrid 전지기업체 들의 양산화 시점 등의 SNE Insight를 보강하였으며전고체를 개발하는 업체들의 현황과 계획을 추가하여 조금 구체적인 시장전망을 제시한 것이 특징이다.

 

세부 목차

 

1. 서론

 

     1.1  전지 발전 역사

 

        1.1.1 고대 전지 발전 역사

 

        1.1.2 망간전지 (Leclanché cell)

 

        1.1.3 알칼리전지 (Alkaline cell)

 

        1.1.4 납축전지 (Lead-acid battery)

 

        1.1.5 니카드전지 (Ni-Cd battery)

 

        1.1.6 니켈수소전지 (Ni-MH battery)

 

        1.1.7 리튬이차전지 (Lithium-ion battery

 

     1.2  리튬이차전지의 문제점

 

        1.2.1 안전성

 

        1.2.2 에너지 밀도

 

2. 전고체전지

 

     2.1  전고체전지 장점

 

        2.1.1 에너지밀도 향상

 

        2.1.2 새로운 활물질 적용 가능

 

        2.1.3 낮은 활성화에너지

 

2.2  전고체전지 제조 공정

 

        2.2.1 전해질층 제조

 

        2.2.2 음극 및 양극 복합체층 제조

 

        2.2.3 셀 조립

 

     2.3  고체전해질

 

        2.3.1 고체전해질 개발 역사

 

        2.3.2 고체전해질 구동 메커니즘

 

        2.3.3 고체전해질 분류

 

     2.4 전고체전지가 기존 SCM에 미치는 영향

 

3. 황화물계 전해질

 

     3.1  황화물계 전해질 종류

 

        3.1.1 Thio-LISICON 

 

        3.1.2 Binary sulfide 

 

        3.1.3 Argyrodite

 

        3.1.4 기타 : Li7P2S8I

 

     3.2  황화물계 전해질 합성방법

 

        3.2.1 고상 합성법 (Solid-phase synthesis)

 

        3.2.2 액상 합성법 (Liquid-phase synthesis)

 

        3.2.3 용해 합성법 (Wet-chemical synthesis)

 

3.3  핵심 원재료 합성방법

 

        3.3.1 핵심 원재료 : Li2S

 

        3.3.2 출발물질 합성

 

        3.3.3 출발물질 : Li metal

 

        3.3.4 출발물질 : Li2SO4

 

        3.3.5 출발물질 : Li2CO3

 

        3.3.6 출발물질 : LiOH

 

        3.3.7 출발물질 : Li-R

 

4. 산화물계 전해질

 

     4.1  산화물계 전해질 종류

 

        4.1.1 Perovskite 

 

        4.1.2 Garnet 

 

        4.1.3 NASICON 

 

        4.1.4 Li1+xAlxGe2-x(PO4)3 (LAGP)

 

        4.1.5 기타 : Li2.9PO3.3N0.46 (LiPON)

 

     4.2  산화물계 전해질 합성방법

 

        4.2.1 고상 합성법 (Solid-phase synthesis)

 

        4.2.2 액상 합성법 (Solid-phase synthesis)

 

5. 폴리머계 전해질

 

     5.1  폴리머계 전해질 종류

 

        5.1.1 PEO계 전해질

 

        5.1.2 폴리머/세라믹 복합체

 

     5.2  폴리머계 전해질 합성방법

 

        5.2.1 Blending method - PEO계 전해질

 

        5.2.2 Blending method –폴리머/세라믹 복합체

 

6. 전고체전지 연구개발 동향

 

     6.1  전고체전지의 문제점

 

     6.2  전고체전지 연구개발 동향

 

        6.2.1 Li metal 안정성 개선

 

        6.2.2 전극 결착력 문제 개선

 

        6.2.3 극판제조공정 개선

 

     6.3  황화물계 전해질 연구개발 동향

 

        6.3.1 고체전해질/전극 계면 안정성 향상

 

        6.3.2 입자 Segregation 문제 개선

 

        6.3.3 Void 발생 억제

 

        6.3.4 고체전해질 성능 개선

 

6.4  산화물계 전해질 연구개발 동향

 

        6.4.1 고체전해질/전극 접촉성 향상

 

        6.4.2 고체전해질 성능 개선

 

     6.5  폴리머계 전해질 연구개발 동향

 

        6.5.1 전해질층 self-standing 특성 향상

 

        6.5.2 Li dendrite 형성 억제

 

7. 전고체전지 특허 동향

 

     7.1 전고체전지 특허 개요

 

     7.2  폴리머 Type 주요특허

 

     7.3  무기물무기물/폴리머 하이브리드 주요특허

 

     7.4  전고체 전지 특허_원재료

 

     7.5  전고체 전지 특허_배터리_Application

 

7.6  전고체전지 재료별 핵심특허

 

 8. 전고체전지 개발업체 현황

 

     8.1  아시아 국가

 

        8.1.1 삼성전자

 

        8.1.2 한국생산기술연구원

 

        8.1.3 LG화학

 

        8.1.4 SK 이노베이션

 

8.1.5 현대자동차

 

        8.1.6 세븐킹에너지

 

        8.1.7 Toyota

 

        8.1.8 Hitachi Zosen

 

        8.1.9 TDK

 

        8.1.10 Ohara

 

        8.1.11 Murata

 

        8.1.12 Idemitsu Kosan

 

        8.1.13 APB

 

        8.1.14 FDK

 

        8.1.15 NGK SPARK PLUG

 

        8.1.16 Taiyo Yuden

 

        8.1.17 CATL

 

        8.1.18 Prologium

 

        8.1.19 Ganfeng Lithium

 

8.1.20 TDL ㈜티디엘

 

8.1.21 Coslight

 

8.1.22 Welion New Energy

 

8.1.23 BYD

 

8.1.24 대주전자재료

 

8.1.25 이수화학

 

8.1.26 씨아이에스

 

8.1.27 한농화성

 

     8.2  유럽 국가

 

        8.2.1 Ilika

 

        8.2.2 Blue Solutions

 

        8.2.3 IMEC

 

8.2.4 Embatt

 

8.2.5 Innolith

 

8.2.6 Saft

 

8.3  북미 국가

 

       8.3.1 Solid Power

 

       8.3.2 Solid Energy Systems

 

       8.3.3 24M

 

       8.3.4 Hydro Québec

 

       8.3.5 Sakti3

 

       8.3.6 SEEO

 

       8.3.7 Brightvolt

 

       8.3.8 Ionic Materials

 

       8.3.9 TeraWatt

 

8.3.10 QuantumScape

 

8.3.11 Infinite Power Solution

 

8.3.12 Prieto

 

8.3.13 Factorial

 

8.3.14 Amprius

 

8.3.15 EoCell

 

8.3.16 Cymbet

 

8.3.17 Johnson energy storage

 

 

 

     8.4 전고체전지 개발 협업 현황

 

     8.5 지역별 지원 기관 현황

 

        8.5.1  국가간 정부 펀딩을 통한 Global 협력 방법

 

        8.5.1  아시아 주요 기관 현황

 

        8.5.2  유럽 주요 기관 현황

 

        8.5.3  북미 주요 기관 현황

 

8.6 지역별 지원 프로그램

 

8.6.1  일본

 

8.6.2  유럽

 

 

 

9. SNE Insight

 

     9.1 전해질 종류별 문제점(대면적 배터리)

 

     9.2 전해질 종류별 문제점 및 개발방향

 

     9.3 Hybrid/Semi Solid 등 다양한 형태의 전지

 

     9.4 기업체들의 전고체 전지 양산화 시점

 

     9.5 전고체 전지의 음극재/양극재 현황 및 방향

 

     9.6 전고체 전지 Type(산화물/황화물/폴리머)간의 경쟁

 

     9.7 전고체 전지의 다양한 Application

 

     9.8 전고체 전지 생산 시설 이미지

 

 

 

10. 전고체전지 시장 전망

 

     10.1 전고체전지 시장 전망 개요

 

     10.2 전고체전지 시장 전망