2019년 LIB 배터리 제조 시장은 600GWhyr-1 이상의 전체 2차전지 시장 중 160GWh yr-1 이상을 차지한다. 특히 증가하는 시장 점유율과 전기 자동차 애플리케이션당 높은 에너지 함량(HEV의 경우 평균 10kWh, BEV의 경우 68kWh)에 힘입어 이 용량은 2030년까지 1,500GWhyr-1로 증가할 것으로 예상된다(그림 1). 이러한 용량 증가에 힘입어 각각의 최첨단 배터리 셀 기술(현재 LIB) 제조 인프라에 수십억 달러가 투자될 것이다.
수요 증가로 인해 수많은 새로운 LIB 셀 공장이 설립되었으나 현재 요구 사항, 특히 추가 비용 절감 및 에너지 밀도 증가로 인해 LIB를 넘어서는 대체 배터리 기술이 집중적으로 논의되고 있다. 이론적인 에너지 함량을 기반으로 몇 가지 소위 포스트 리튬 이온 배터리(PLIB)는 LIB보다 더 높은 중량 및 체적 에너지 밀도를 약속하며(그림 1) 일부 기술의 경우 1,200Whkg-1 및 800WhL-1를 초과할 것으로 예상된다.
또한 비용상의 이점을 약속한다. 이는 많은 경우 전지 구성요소(예: 나트륨, 황 및 산소)의 낮은 원자재 비용 또는 최적화된 전지 구성요소 개념(예: 음극이 없는 배터리)에 의해 실현된다. 표 1은 논의된 배터리 기술의 주요 (단점)장점과 기술 사양에 대한 개요를 제공하며 그림 2 는 해당 활물질 구성과 셀 구성 요소의 적층을 보여준다. 많은 PLIB 기술이 실험실 또는 파일럿 규모로 생산되고 있지만 현재 일련의 제조에 대한 연구는 없다.
이 검토에서는 LIB의 산업 규모 제조와 일반적으로 논의되는 네 가지 PLIB 기술인 나트륨 이온 배터리(SIB) 및 리튬금속 기반 배터리, 즉 리튬-황 배터리(LSB), 고체 배터리(SSB) 및 리튬-공기 배터리(LAB)의 제조방법에서의 차이에 대하여 이야기 하고자한다.
