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[본 서의 서평]
2차 전지는 재사용이 불가능한 1차 전지와는 다르게 충전과 방전이 가능해 여러 번 사용할 수 있는 전지이다. 층상 구조를 갖고 있는 흑연(Graphite)을 음극(Anode)으로, 리튬코발트산화물(LiCoO2)을 양극(Cathode) 소재로 적용하여 1991년 일본의 SONY社에 의해서 캠코더의 배터리로 상용화된 리튬이온전지(LIBs, Lithium Ion Batteries)는 현재 스마트폰, 노트북과 같은 대부분의 모바일 전자기기의 전원으로 사용되고 있으며, 2000년대 들어서면서 하이브리드전기차(HEVs, Hybrid Electric Vehicles)와 전기차(EVs, Electric Vehicles) 및 대규모 에너지 저장 시스템(ESS, Energy Storage System)에도 사용되고 있다. 상용 LIBs의 음극인 흑연의 이론적 비전기용량(Theoretical Specific Capacity)은 372mAh/g으로 낮은 한계점이 있으며, 양극으로 활용되고 있는 LiCoO2의 이론적 전기용량도 274 mAh/g으로 낮기 때문에 상용 LIBs의 경우 장시간 안정적으로 구동해야하는 EVs, ESS에 적용하기에는 한계가 있다.
국제 에너지 기구(IEA, International Energy Agency)의 예측에 의하면 EVs의 시장점유율은 매년 빠르게 증가할 것으로 예상되며, 유럽과 중국, 미국을 중심으로 시장이 빠르게 확대될 것으로 전망된다. 특히 2030년까지 전기자동차는 중국은 26%, 유럽은 23%의 시장점유율을 가지게 될 것으로 IEA는 전망하고 있다. 1세대 전기자동차는 5∼6시간 충전하여 주행 가능한 거리가 200 km 이내인 항속거리를 가지고 있어서 시장에서 크게 주목을 받지 못하였다. 하지만 2012년에 파나소닉(일본)의 원통형 18650 LIBs Pack 16개를 적용(cell 6400개)한 테슬라의 모델 S가 출시되면서 전기자동차는 시장에서 주목을 받기 시작했다.
모델 S의 경우, 세련된 디자인과 더불어서 80% 충전하는데 1시간정도 소요되고, 항속거리도 약 270마일(430 km) 이었고, 시속 100km에 도달하는데 소요되는 시간을 나타내는 제로백이 4.2초에 이르는 등 시장의 주목을 끌기에 충분한 사양을 지니고 있었다. 모델 S를 비롯한 2세대 전기자동차는 항속거리가 400km 전후이며, 항속거리가 500km 이상이고 80% 충전에 10분 내외의 시간이 소요되는 3세대 전기자동차 개발에 관련 업계는 전력 질주하고 있는 상황이다.
전기자동차와 자율주행자동차는 차세대 자동차산업을 좌우할 핵심 의제(agenda)로 많은 관심을 받고 있다. 2020년 글로벌 전기차용 배터리 사용량 집계에서 국내 배터리 제조업체 3사(LG에너지솔루션, 삼성SDI, SK이노베이션)는 합산 점유율 47.7%를 차지하여 Top 10에 모두 포함되는 우수한 실적을 거두었다. 하지만 전기차용 배터리 시장은 매우 경쟁이 치열한 시장이다.
이에 따라 본원 IPResearch센터에서는 전기차 및 전기차 배터리 관련 생태계 및 기술 개발 현황에 대한 글로벌 국가들의 정책과 주요 기업 동향에 관한 관련 국책·민간 분석 보고서 자료와 정책 자료를 토대로 분석·정리하여 『글로벌 전기차 배터리 기술·시장 현황 및 배터리 핵심 소재 분야 기술 개발 동향과 전망』을 발간하게 되었다.
본서 1장에는 세계 전기차 시장 현황을 서두에 놓았고, 2장엔 전기차용 배터리 산업 분석을, 3장은 배터리 핵심 4대 소재 분야를 중점적으로 다루었고, 4장에서는 차세대 전지를, 마지막으로 5장은 최신 해외 배터리 시장 및 기술 현황과 동향을 담아두었다. 마지막으로 이와 관련된 기업과 개인 회원 여러분들에게 다소나마 유용한 정보자료로 활용되기를 바라는 바입니다.
"글로벌 전기차 배터리 기술·시장 현황 및 배터리 핵심 소재 분야 기술 개발 동향과 전망"
페이지 564 / ISBN 979-11-89250-15-7 (93500) / 판형 A4, 210*297mm
발간일 2022년 05월 13일
[목차]
제Ⅰ장 세계 전기차 시장 현황 및 전망
1. 최근 글로벌 전기차 종합 현황
1) 세계 전기차 시장 현황
2) 지역별 전기차 보급 현황
(1) 유럽
(2) 중국
(3) 미국
(4) 기타
3) 정부·민간부문에서의 전기차 관련 지출액 현황
4) 모드별 현황
5) 전기차 배터리 현황
6) 전기차 충전인프라 현황
(1) 급속충전소
(2) 완속충전소
2. 시나리오별 전망
1) 시나리오 개요
2) 모드별 전망
(1) 이･삼륜 전기차
(2) 전기 경량차
(3) 전기 버스
(4) 전기 트럭
3) 지역별 전망
(1) 중국
(2) 유럽
(3) 인도
(4) 일본
(5) 미국
(6) 기타
4) 전기차 충전 인프라 전망
(1) 민간 충전소
(2) 공공 충전소
5) 전기차 배터리 전망
6) 전력 수요 및 석유대체량 전망
7) 온실가스 배출 전망
8) 수송용 연료 관련 세수 전망
3. 2022년 전기차 수요 전망
1) 최근 전기차 전망과 배터리 및 소재·금속 동향
(1) 가속화되는 전기차의 경제성 확보
가. 테슬라의 배터리 혁신
나. 본격화되는 고정비 절감
(2) 주요국 정부 정책 동향
(3) 강화될 상품성
(4) 전기차 성장 추세
(5) 배터리 및 소재·금속 동향
가. 배터리 동향
나. 소재 동향
다. 리튬 동향
2) 2022년 수요 전망
(1) 생산 회복과 수요 추정
(2) 2022년 전기차 시장 전망
(3) 중국 전기차 시장이 가져올 시장 재편 효과
(4) 현대차/기아의 해외 전망
(5) 반도체 수급 전망
4. 전기차 글로벌 정책 동향
1) 글로벌 전기차 정책 흐름
2) 전기 경량차 정책
(1) 중국
(2) EU
(3) 미국
(4) 인도
(5) 일본
(6) 캐나다
(7) 칠레
(8) 뉴질랜드
3) 전기차 배터리 정책
(1) 중국
(2) 일본
(3) EU
(4) 미국
(5) 캐나다
(6) 인도
4) 중･대형 전기차 정책
(1) 중국
(2) 일본
(3) 인도
(4) EU
(5) 미국
(6) 캐나다
(7) 남미
(8) 뉴질랜드
5. 글로벌 모빌리티(Mobility) 동향
1) Mobility Device
(1) 전기차 플랫폼
가. 전용 플랫폼의 전기차
ⅰ. 전기차 개발방식
ⅱ. 전기차 전용 플랫폼이 가져온 구조적 변화
ⅲ. 내연기관 플랫폼을 개조한 전기차와 전용 플랫폼 전기차 비교
나. 전기차 플랫폼 개발 적용
ⅰ. 전용 플랫폼 개발 경험
ⅱ. 전기차 플랫폼 개발 업체 선점
다. Tesla
라. VW
마. Daimer
바. GM
사. 현대차
(2) k-배터리 대응 전략
가. 완성차 배터리 대응 전략
나. 배터리 공급 부족 예상
다. Tesla: Battery Day
라. VW 그룹: Power Day
마. 현대차그룹
ⅰ. K-배터리 3사와의 협력 강화
ⅱ. E-GMP 배터리 발주
ⅲ. 현대기아 전기차 판매 목표 및 필요량 추정
바. 규모의 경제성
ⅰ. 배터리팩 비용 축소 전망
ⅱ. 배터리팩 비용과 간접비 축소 전망
(3) 자율주행 접근법
가. 자동차의 디지털 전환
ⅰ. 자동차의 디지털 전환 전략 CASE
ⅱ. 커넥티드 기능을 통한 디지털 전환: OTA
ⅲ. 자율주행을 위한 디지털 전환: AI 기반 컴퓨팅
ⅳ. 내연기관에서 전기차로의 디지털 전환: 전기/전자 장치
나. 자율주행 플랫폼을 위한 칩의 변화
ⅰ. 자율주행의 SoC 영향
ⅱ. 하드웨어와 소프트웨어 통합
ⅲ. 자율주행 프로세서(SoC)
다. 점진적 자동화 및 SW 아키텍처로 접근방식 변화
라. 자율주행 접근법 두 가지
ⅰ. 자율주행 접근법 두 가지
ⅱ. 자율주행 두 가지 접근법의 차이
마. 현대차 자율주행 역할분담과 로보택시
ⅰ. 현대차 그룹 내 자율주행 역할분담
ⅱ. 현대차그룹 MaaS용 로보택시
2) UaaS: UAM 통한 에어 모빌리티 확장
(1) UAM(Urban Air Mobility)
가. 대도시화/교통체증
나. 지속가능 모빌리티
다. eVTOL 성능 향상
ⅰ. 전기 수직이착륙기(eVTOL) 업체 수와 모델 수
ⅱ. 전기 수직이착륙기(eVTOL)의 종류
(2) UAM 참여자 현황
가. 다양한 시장 기회를 탐색하는 UAM 시장 참여자
ⅰ. 항공업계
ⅱ. 스타트업
ⅲ. 자동차업계
ⅳ. 테크기업
나. UAM 스타트업 투자 급증 및 핵심 플레이어 집중화 경향
(3) UAM 시장 전망
가. UAM(Urban Air Mobility) 시장 전망
(4) 현대차의 UAM
(5) UaaS 시장 규모 추정
가. UAM 잠재시장 규모 추정
나. UaaS 매출액과 영업이익에 따른 시장가치 추정
3) RaaS: 로봇 통한 라스트마일/미터
(1) 전기차와 AI로봇
가. 로봇의 패러다임 변화
나. 전기차와 AI로봇
(2) 서비스용 로봇 전망
가. 서비스용 로봇 성장 전망
나. 로봇시장 부문별 비중
다. 제조용/서비스용 구분
라. 정부의 로봇산업 로드맵
(3) RaaS 시장 규모 추정
가. 라스트마일/미터 배송시장의 토대가 될 택배시장
나. 국내 로봇배송 점유율별 시장규모 추정
다. RaaS 매출액과 영업이익에 따른 시장가치 추정
제Ⅱ장 전기차용 배터리 산업 분석과 연간 전망
1. 글로벌 전기자동차 배터리 시장 동향과 환경 변화
1) 전기차 배터리 시장 동향과 특성
(1) 기술 개요
(2) 시장 현황
(3) 시장 특성
가 시장 원동력
나. 산업 환경 분석
ⅰ. 구매자들의 협상력
ⅱ. 공급자들의 협상력
ⅲ. 잠재적 진입자의 위협
ⅳ. 대체재의 위협
ⅴ. 경쟁의 위협
다 가치 사슬(Value-Chain)
(4) 시장 동향
가. 글로벌 전체 시장 규모
나. 세부항목별 시장 규모
다. 지역별 시장 규모
라. 국내 시장 규모
ⅰ. 전체 시장 규모
ⅱ. 세부항목별 시장 규모
(5) 기업 동향
가. 경쟁 환경
ⅰ. 주요 기업 현황
ⅱ. 개발 동향 분석
나. 주요 기업 동향
ⅰ. CATL
ⅱ. Panasonic
ⅲ. LG Chem
ⅳ. BYD
ⅴ. Samsung SDI
2) 전기차용 배터리산업의 글로벌 환경변화
(1) 전기차용 배터리의 중요성
(2) 전기자동차용 배터리의 주요 플레이어와 기술 변화
2. 전기차 배터리 산업 동향
1) 전기차용 이차전지 시장 트렌드 및 기술 개발 동향
(1) 이차전지 산업 현황
가. 이차전지 시장 규모 및 전망
나. 주요 업체 및 점유율 현황
(2) 최근 시장 트렌드
가. 환경규제 본격화 및 자국산업 보호 추세
ⅰ. CO2 배출량, 평균연비 등 자동차에 대한 글로벌 환경규제
ⅱ. 자국 산업 보호 추세
나. 신규 시장 진입자의 등장
ⅰ. 주요 완성차 제조사의 배터리 생산 내재화
ⅱ. 완성차 제조사들의 배터리 사업 계획
ⅲ. 그 외 진입자들
(3) 기술 개발 동향
가. 배터리 소재 기술 고도화 및 주요 소재 지속 개발
ⅰ. 소재 기술 고도화
ⅱ. 양극재
ⅲ. 음극재
ⅳ. 분리막
ⅴ. 전해질
나. 차세대전지 기술 대비 활발
다. 완성차 제조사의 기술표준 강화
ⅰ. 셀타입
ⅱ. 양극재
2) 국내·외 배터리 성장 가능성과 소재 혁신 동향
(1) 국내·외 배터리 산업 성장 가능성
가. 전기차 시장 성장의 방향성
나. 배터리 수직 계열화
다. Volkswagen과 Northvolt
라. 완성차 업체들의 배터리 내재화
마. 현대-기아의 배터리 내재화
바. 국내 배터리업체 동향
사. Volkswagen, 각형 배터리 통합화와 내재화
(2) 소재 혁신 동향
가. 국내 배터리 업체들과 신생 업체들의 기술 격차
ⅰ. 국내 배터리 업체들의 기술 차별화
ⅱ. 배터리 특성 향상을 위한 4대 소재 변화
나. 국내 소재 업체들의 기회 요인
ⅰ. 국내 이차전지 소재 업체 기회 요인
ⅱ. 유럽에 생산설비를 갖춘 소재 업체들의 고객사 다변화
(3) 전고체 배터리 동향
가. 전고체 배터리의 개발 필요성
나. 전고체 배터리 개발 방향
다. 전고체 전해질의 종류와 기술적 장단점
ⅰ. 황화물계 전고체 배터리
ⅱ. 산화물계 전고체 배터리
ⅲ. 고분자(폴리머)계 전고체 배터리
ⅳ. 기타 전고체 배터리
라. 새로운 음극재 기술 적용
마. 주요 업체들의 전고체 배터리 개발 현황
3) 배터리 글로벌 공급망 동향
(1) 미국의 배터리 공급망 재편 전망
가. 배터리 공급망 환경
나. 국내 배터리 산업의 현재
다. 향후 미국의 예상되는 조치와 영향
(2) 글로벌 배터리 시장과 주요국의 공급망 현황
가. 글로벌 배터리 시장 개황
나. 배터리를 사용하는 자동차의 종류
ⅰ. 배터리 이용 전기차 종류
ⅱ. 주요국의 친환경차 분류 비교
다. 주요국의 배터리 시장 및 공급망 현황
ⅰ. 미국
ⅱ. 유럽연합(EU)
ⅲ. 중국
ⅳ. 일본
라. 국내 배터리산업 현황
ⅰ. 수출입 현황
ⅱ. 국내 배터리 공급망
(3) 공급망 재편이 가져올 기회와 시사점
가. 주요국의 공급망 재편계획 평가
나. 공급망 재편이 가져올 기회
다. 공급망 재편이 가져올 과제
라. 우리 배터리산업에 주는 시사점
3. 전기차 배터리 글로벌 투자 동향과 전략
1) 지역별 투자 동향과 전략
(1) 미국
가. 미국의 공급망 구축과 2차전지 양산
나. GM과 포드
다. LGES와 SKI
라. LFP(리튬인산철) 2차전지
마. GM
바. 폭스바겐
사. 포드(Ford)
아. Tesla
자. 미국의 양극재 공급망 확보 및 투자 필요성
차. 전해액 공장 투자
카. 동박, 분리막, 음극재
(2) 유럽
(3) 중국
(4) 일본의 EV용 배터리산업의 실태와 발전전략
가. 순수 전기차 개발에 소극적인 이유
나. 일본의 EV용 배터리업체의 생태계와 발전전략
ⅰ. 일본의 EV용 배터리업체의 생태계
ⅱ. 전고체배터리 개발을 가속화하는 일본기업
ⅲ. 일본의 EV용 배터리산업의 SWOT 분석
2) 국내 이차전지 제조사의 해외 투자 동향
4. 2022년 2차전지 배터리 연간전망과 향후 전망
1) 2022년 글로벌 전기차 및 EV 배터리 시장 전망
(1) 21년 글로벌 전기차 판매 전망
(2) 21년 글로벌 EV 배터리 출하 전망
(3) 22년 전기차 판매량 예상
2) 배터리 주도권 전망
(1) LFP와 하이니켈 삼원계
(2) 소재 수급 불균형 이슈
(3) 테슬라 배터리데이 검증
가. 4680셀과 건식 전극의 양산
나. 실리콘 음극재 양산 경쟁
(4) 전기 픽업트럭 본격화
(5) 전고체 배터리 검증
3) 향후 전망
(1) 완성차-배터리 업계 협업 전망
(2) 배터리 업계의 기술·가격 경쟁력 전망
제Ⅲ장 배터리 핵심 4대 소재 분야 및 제조·측정 장비 동향
1. 양극재 산업 분석과 기술 개발 동향
1) 양극재 정의 및 분류
(1) 정의
(2) 필요성
(3) 가치사슬
(4) 용도별 분류
가. 기술별 분류
2) 산업 및 시장 동향
(1) 산업 분석
가. 리튬이차전지 시장
나. 전기자동차(HEV, PHEV, EV, LEV)의 주행거리 향상 요구
다. 전력저장장치
라. 양극재 생산업체
마. 시장 우위 선점 기술 확보
바. 정책적 지원 강화
(2) 시장 동향
가. 세계 시장
나. 국내 시장
3) 기술 개발 동향
(1) 기술 개발 이슈
가. 하이니켈(High Nickel) 기술 동향
나. 단결정화 기술 동향
다. 양극재 에너지밀도 향상을 위한 CNT 도전재 기술
(2) 생태계 기술 동향
가. 해외 기업 동향
ⅰ. Umicore(벨기에)
ⅱ. Sumitomo Metal Mining
ⅲ. Nichia(일본)
ⅳ. XTC(중국)
ⅴ.ShanShan(중국)
나. 국내 기업 동향
ⅰ. 에코프로비엠
ⅱ.엘엔에프
ⅲ. 포스코 케미칼
ⅳ.코스모 신소재
ⅴ. 이엠티
(3) 국내 연구개발 기관 및 동향
가. 연구개발 기관
나. 기관 기술개발 동향
ⅰ. 경북대학교
ⅱ. 한국기초과학지원연구원
ⅲ. 서울대학교
ⅳ. 가천대학교
ⅴ. 고려대학교
ⅵ. 한밭대학교
4) 특허 동향
(1) 연도별 출원 동향
(2) 국가별 출원 현황
(3) 해외 주요출원인 특허 동향
가. SUMITOMO METAL MINING
나. TOYOTA MOTOR
다. PANASONIC
(4) 국내 주요출원인 특허 동향
가. LG화학
나. 삼성SDI
다. 한양대학교
2. 음극재 산업 분석과 기술 개발 동향
1) 음극재 정의 및 분류
(1) 정의
(2) 필요성
(3) 가치사슬
(4) 용도별 분류
가. 기술별 분류
2) 산업 및 시장 동향
(1) 산업 분석
가. 변화가 더딘 음극재 시장
나. 양극의 High-Nickel 변화에 반응하기 위한 실리콘 음극활물질 수요
(2) 시장 동향
가. 세계 시장
나. 국내 시장
3) 기술 개발 동향
(1) 기술개발 이슈
가. 실리콘 음극재 첨가 기술 동향
나. 음극재용 탄소나노튜브(CNT) 도전재 연구
다. 동박 기술에 대한 연구
(2) 생태계 기술 동향
가. 해외 기업 동향
ⅰ. PTL(중국)
ⅱ. Hitachi chemical(일본)
ⅲ. BTR(중국)
나. 국내 기업 동향
ⅰ. 포스코케미칼
ⅱ. 대주전자재료
ⅲ. 한솔케미칼
(3) 국내 연구개발 기관 및 동향
가. 연구개발 기관
나. 기관 기술개발 동향
ⅰ. 한국과학기술원
ⅱ. 부산대학교
ⅲ. 가천대학교
ⅳ. 성균관대학교
ⅴ. 광운대학교
4) 특허 동향
(1) 연도별 출원 동향
(2) 국가별 출원현황
(3) 해외 주요출원인 주요 특허 분석
가. SHIN-ETSU CHEMICAL
나. PANASONIC
다. TOYOTA MOTOR
(4) 국내 주요출원인 주요 특허 분석
가. LG화학
나. 삼성SDI
다. 삼성전자
3. 전해질 산업 분석과 기술 개발 동향
1) 전해질 정의 및 분류
(1) 정의
(2) 필요성
(3) 가치사슬
(4) 용도별 분류
가. 기술별 분류
2) 산업 및 시장 분석
(1) 산업 분석
가. 적용 분야의 확대
나. 전해액 첨가제의 고기능화, 저가격화
다. 전해질 첨가제 일본 의존도
라. 중국의 대량생산을 통한 저가공급
(2) 시장 동향
가. 세계시장
나. 국내시장
3) 기술 개발 동향
(1) 기술개발 이슈
가. 액체전해질 중심으로 상업화 및 제품화
나. 기능성 첨가제가 액체전해질의 실질적인 성능 및 가격 좌우
(2) 생태계 기술 동향
가. 해외 기업 동향
ⅰ. 미쯔비시화학(일본)
ⅱ. 다이킨공업(일본)
ⅲ. 미쓰이 화학(일본)
ⅳ. 센트럴글래스(일본)
ⅴ. Stella 및 Kanto denka(일본)
나. 국내 기업 동향
ⅰ. 동화일렉트로라이트
ⅱ. 천보
ⅲ. 엔켐
ⅳ. 후성
ⅴ. 솔브레인
(3) 국내 연구개발 기관 및 동향
가. 연구개발 기관
나. 기관 기술개발 동향
ⅰ. 건국대학교
ⅱ. 동신대학교
ⅲ. 포항공과대학교
ⅳ. 한국생산기술연구원
4) 특허 동향
(1) 연도별 출원동향
(2) 국가별 출원현황
(3) 해외 주요출원인 특허 동향
가. SANYO ELECTRIC
나. TOYOTA MOTOR
다. Panasonic
(4) 국내 주요출원인 특허 동향
가. 삼성SDI
나. LG화학
다. 삼성전자
4. 초고용량 슈퍼커패시터 산업 분석과 기술 개발 동향
1) 초고용량 슈퍼커패시터 정의 및 분류
(1) 정의
(2) 필요성
(3) 가치사슬
(4) 용도별 분류
가. 기술별 분류
2) 산업 및 시장 동향
(1) 산업 분석
가. 응용분야의 확대
나. 국내 산업 현황
다. 에너지효율 향상에 대한 국가적 관심 증가
라. 세계적인 IT 기업의 포진으로 수요 풍족
마. 녹색성장 등 환경요인으로 인한 친환경 자동차 수요
바. 주원료의 저가격화에 대한 요구
(2) 시장 동향
가. 세계 시장
나. 국내 시장
3) 기술 개발 동향
(1) 기술개발 이슈
가. 핵심 소재의 국산화
나. 고전압 및 고출력 슈퍼커패시터 기술 개발
(2) 생태계 기술 동향
가. 해외 기업 동향
ⅰ. TOKIN
ⅱ. HONDA MOTOR
ⅲ. MAXWELL TECHNOLOGIES
ⅳ. TELCORDIA
ⅴ. EPRI
ⅵ. INMATCH
ⅶ. IOXUS
ⅷ. General Electric(GE)
ⅸ. MATSUSHITA
나. 국내 기업 동향
ⅰ. LS엠트론
ⅱ. 비나텍
ⅲ. 삼화콘덴서
ⅳ. 코칩
(3) 국내 연구개발 기관 및 동향
가. 연구개발 기관
나. 기관 기술개발 동향
ⅰ. 인천대학교
ⅱ. 울산과학기술원
ⅲ. 한국과학기술원
ⅳ. 한국과학기술연구원
ⅴ. 한국전기연구원
4) 특허 동향
(1) 연도별 출원동향
(2) 국가별 출원현황
(3) 해외 주요출원인 특허 동향
가. TOKIN
나. HONDA MOTOR
다. PANASONIC
(4) 국내 주요출원인 특허 동향
가. 삼성전기
나. 비나텍
다. LS엠트론
5. 이차전지 제조장비 및 측정장치 산업 분석과 기술 개발 동향
1) 이차전지 제조장비 및 측정장치 정의 및 분류
(1) 정의
(2) 필요성
(3) 가치사슬
(4) 용도별 분류
가. 기술별 분류
ⅰ. 전극공정(극판공정)
ⅱ. 조립공정: 전극과 원재료를 가공 및 조립하여 완성품을 만드는 공정
ⅲ. 화성공정(활성화 공정): 전지를 활성화 및 안정화시키고, 전지의 내외부 결함을 검사하는 단계
2) 산업 및 시장 동향
(1) 산업 분석
가. 소재·부품·장비 경쟁력 강화대책(’19.08) 후속 대책인 소재·부품·장비 2.0전략(’20.07)
나. 전방 업체들의 대규모 투자
다. 이차전지 적용분야 확대에 따른 장비수요 증가
라. 기술력 기반 제품군 확대 및 신규산업 창출 가능
(2) 시장 동향
가. 세계 시장
나. 국내 시장
3) 기술 개발 동향
(1) 기술개발 이슈
가. 신규장비 개발 수요증가
나. 전자석 탈철기(Electro Magnetic Filter, EMF)
다. 검사장비: 이차전지의 특성 및 수명 등을 테스트
ⅰ. 머신비전과 딥러닝의 적용
라. 이차전지 X-ray 검사장비
마. 후공정 장비인 활성화(Cell Formation) 장비와 검사장비(Cell Cycler, Pack Tester)
바. 롤투롤(Roll to Roll) 장비
사. 이차전지 보호회로(PCM) 생산 장비
아. 이차전지 안정성 향상을 위한 검사장비 수요증가
자. 사용 후 배터리 리사이클링 산업화 추진 및 해외시장 확대에 따른 국내기업의 대외 경쟁력 확보를 위한 시험·인증장비 수요증가
(2) 생태계 기술 동향
가. 해외 기업 동향
ⅰ. Panasonic
ⅱ. MITSUBISHI ELECTRIC
ⅲ. TORAY
ⅳ. TOYOTA MOTOR
ⅴ. HIRANO
ⅵ. MANZ
ⅶ. CANON
나. 국내 기업 동향
ⅰ. LG화학
ⅱ. 삼성SDI
ⅲ. SK이노베이션
ⅳ. 대보마그네틱
ⅴ. 이노메트리
ⅵ. 피앤이솔루션
ⅶ. 피엔티
ⅷ. 파워로직스
ⅸ. 명성티엔에스
ⅹ. 씨아이에스
ⅺ. 코윈테크 & 디에이테크놀로지
ⅻ. 엔에스 & 나인테크
(3) 국내 연구개발 기관 및 동향
가. 연구개발 기관
나. 기관 기술개발 동향
ⅰ. 한국표준과학연구원
ⅱ. 인천대학교산학협력단
ⅲ. 한국원자력연구원
ⅳ. 한국기계전기전자시험연구원
4) 특허 동향
(1) 연도별 출원동향
(2) 국가별 출원현황
(3) 해외 주요출원인 특허 동향
가. PANASONIC
나. TOYOTA MOTOR
다. NISSAN MOTOR
(4) 국내 주요 출원인 특허 동향
가. LG화학
나. 삼성SDI
다. SK이노베이션
6. 포장용 소재 리튬이차전지용 파우치 국내·외 기술과 시장 현황
1) 이차전지 파우치 소재
2) 개발 대상 기술·제품의 중요성
3) 리튬이차전지 국내·외 기술과 시장 현황
4) 리튬이차전지 파우치 소재 국내·외 기술과 시장 현황
5) 이차전지 파우치 필요기술
제Ⅳ장 차세대전지 이해와 전고체전지 시장·기술 동향
1. 배터리 엔지니어링(Battery engineering)의 이해
1) 배터리 팩, 배터리 시스템 분석(Analysis of Battery Pack, Battery System)
(1) 배터리 팩(Battery Pack) 이해
(2) Battery Pack 구성
가. 배터리 모듈(BMA)
나. 배터리 마운팅, 냉각수 In/out let
다. 냉각수 In/out let, BMS wire harness
라. 서비스 플러그(Service plug), 버스바(Bus-bar)
마. 고전압 커넥터(High voltage connector)
바. BMS(Battery Management System)
2) 전기차용 배터리 셀의 종류
3) 셀 전극설계
(1) 배터리 셀 타입
(2) 전극설계(Designing electrode)
가. 양극재(Positive Electrode)
나. 음극재(Negative electrode)
다. 전극 팽창의 문제점
라. NP Ratio
마. 합제밀도, 공극률(Porosity)
4) 전해질, 분리막
(1) 분리막
가. 습식 분리막
나. 건식 분리막
(2) 전해질(Electrolyte)
2. 차세대전지의 개념과 이해
1) 리튬공기전지(Lithium-air battery)
(1) 리튬공기전지(Lithium-air battery) 원리와 구성
(2) 리튬공기전지의 종류
가. overpotential(과전압)에 따른 구분
나. 전해질(Electrolyte)에 따른 구분
ⅰ. 비수용성(non-aqueous) 타입의 리튬-공기 이차전지
ⅱ. 수용성(aqueous) 타입의 리튬-공기 이차전지
2) 리튬황전지(Lithium-sulfer battery)
3) 그래핀 배터리(Graphene Battery)
3. 전고체전지 시장·기술 및 연구 개발 동향
1) 전고체 배터리의 시장전망과 상용화 계획
(1) 전고체 배터리의 특징
(2) 전고체 배터리의 개발 필요성
(3) 전고체 배터리의 시장전망
(4) 주요 업체별 상용화 계획
가. Toyota社
나. Solid Power社
다. CATL社
라. QuantumScape社
마. 국내업체
2) 전고체 재료 및 공정 이슈와 기술 경쟁 동향
(1) 전고체 전문 제조사 이슈 동향
가. 퀀텀스케이프
ⅰ. Legacy 완성차와 배터리 제조사를 뛰어넘었던 퀀텀스케이프
ⅱ. 리튬메탈 음극재 기반의 전고체로 양산
나. 니오
ⅰ. 전고체 기반 양산
ⅱ. QingTao Energy development
(2) 전고체 재료 및 공정 이슈 동향
가. 2차전지 대 전고체 전지
ⅰ. 2차전지 구조
ⅱ. 기존 2차전지 한계와 전고체 전지의 소구점
ⅲ. 에너지밀도 개선
ⅳ. 안정성
ⅴ. 충전 속도
나. 전고체 재료 및 공정 이슈
ⅰ. 고체 전해질 재료
ⅱ. 전고체 전지 셀 제조 공정
(3) 전고체 업체 간 기술 경쟁 동향
가. 전고체 기술 경쟁 동향 - 전통 제조사 대 스타트업
ⅰ. 배터리 기술 특허로 보는 전고체 전지 현황
ⅱ. 배터리 기술 특허의 2/3를 장악하고 있는 아시아 제조사
ⅲ. 전고체 기술 특허 비중과 향후 10년 내 전망
ⅳ. 전고체 특허 일본 동향
ⅴ. 글로벌 전고체 개발 업체들의 기술 경쟁 동향
ⅵ. 황화물과 산환물계의 주도권 경쟁과 개발 방향의 변화
나. 완성차 업체들의 전고체 동향
ⅰ. 조심스러운 일본 업체
ⅱ. 쓴맛을 경험한 유럽 제조사
ⅲ. 너무나 공격적인 중국 완성차 업체
3) 전고체 배터리 개발 현황 및 고체 전해질 기술 동향 전망
(1) 전고체 리튬이차전지 개발 현황
가. 전고체 전지 개요
나. 전고체 전지의 필요성 및 기술적 과제
ⅰ. 전고체 전지를 통해 배터리 고용량 구현 및 안정성 문제
ⅱ. 전고체 전지의 장점에도 불구하고 소재 및 구조 특성에 따라 해결해야 할 기술적인 문제
다. 전고체 전지 개발 현황
ⅰ. 완성차 업체들의 전고체 전지 탑재 차량의 상용화 추진
ⅱ. 배터리 스타트업들의 전고체 전지 개발
ⅲ. 국내 기업들의 연구 개발
ⅳ. 전고체 전지 개발 중단 사례
(2) 차세대 리튬이차전지용 고체 전해질 기술 동향
가. 고체 전해질 기술 개요
나. 고체 전해질 분류 및 성능
ⅰ. 유기 고분자 고체 전해질
ⅱ. 무기 고체 전해질
ⅲ. 유무기 복합 고체 전해질
ⅳ. 복합 전해질 전극
다. 복합 전극의 계면
라. 리튬-유황 및 리튬-공기 전지
ⅰ. Li-S 전지
ⅱ. Li-O2 전지
마. ETRI의 고체 전해질 연구동향
바. 결론
(3) 전고체 전지 전망 및 시사점
가. 전고체 전지 시장 전망
나. 전고체 전지와 관련된 핵심 소재 및 양산기술 개발에 대한 선제적 연구개발
4. 전기자동차 배터리 팩 고밀도화 기술 동향
1) 전기자동차 배터리 팩 고밀도화 기술 개요
(1) 전기자동차 배터리 팩의 개요
(2) 배터리 팩 고밀도화 필요성
(3) 배터리 팩 에너지 고밀도화 기술
2) 국내외 배터리 팩 고밀도화 기술 동향
(1) 금속 대체 고분자 복합소재에 기반한 배터리 팩의 경량화 기술
(2) 구조 및 전장 부품 기능 통합화를 통한 배터리 팩 최적화 기술
3) 시사점
제Ⅴ장 최신 해외 배터리 시장·기술 현황과 동향
1. 유럽 전기차 배터리 산업 현황과 주요 부품별 기술 현황
1) 유럽 전기차 배터리 산업 현황
(1) 유럽 전기차 배터리 시장동향
가. 유럽 전기차 시장 확장의 배경
ⅰ. EU 그린딜(European Green Deal)
ⅱ. 파리기후협정(Paris Agreement)
ⅲ. EU의 전기차 세금 혜택 및 구매 보조금
ⅳ. EU의 이산화탄소 배출 과징금
ⅴ. EU의 미래 산업 육성 전략
나. 유럽 배터리 산업 현황
ⅰ. 전기차 배터리 산업 내 후발주자로서의 유럽의 입지
ⅱ. 세계 배터리 산업 공급망 내에서 아직 약한 존재감을 보이고 있는 EU(’19년 기준)
ⅲ. 궁극적인 목표는 전기차 배터리의 “Made in Europe”을 통한 자급자족
다. EU의 시장 조성을 위한 주요 촉진 정책
ⅰ. 유럽 배터리연합(European Battery Alliance) 설립 및 운영
ⅱ. 유럽 공동 관심분야 주요 프로젝트(IPCEI) 제도
ⅲ. 배터리 IPCEI 프로젝트(European Battery Innovation)
라. 유럽의 배터리 산업 전망
ⅰ. 공급
ⅱ. 수요
ⅲ. 전방산업
ⅳ. 후방산업
ⅴ. 생산 및 무역
ⅵ. 통합 플랫폼 및 소싱
ⅶ. 전고체 배터리 이슈
(2) 북유럽 신재생에너지 시장 전기차 배터리 현황 및 주요 업체 동향
가. 개요
나. 스웨덴
ⅰ. 전기차 배터리 산업 관련 현황 및 정부 주요 정책
ⅱ. 주요 업체 생산 및 투자 현황
다. 핀란드
ⅰ. 전기차 배터리 산업 관련 현황 및 정부 주요 정책
ⅱ. 주요 업체 생산 및 투자 현황
(3) 서유럽 볼륨 시장 전기차 배터리 현황 및 주요 업체 동향
가. 개요
나. 독일
ⅰ. 전기차 배터리 산업 관련 현황 및 정부 주요 정책
ⅱ. 주요 업체 생산 및 투자 현황
다. 프랑스
ⅰ. 전기차 배터리 산업 관련 현황 및 정부 주요 정책
ⅱ 주요 업체 생산 및 투자 현황
라. 영국
ⅰ. 전기차 배터리 산업 관련 현황 및 정부 주요 정책
ⅱ. 주요 업체 생산 및 투자 현황
마. 오스트리아
ⅰ. 전기차 배터리 산업 관련 현황 및 정부 주요 정책
ⅱ. 주요 업체 생산 및 투자 현황
바. 이탈리아
ⅰ. 전기차 배터리 산업 관련 현황 및 정부 주요 정책
ⅱ. 주요 업체 생산 및 투자 현황
사. 스페인
ⅰ. 전기차 배터리 산업 관련 현황 및 정부 주요 정책
ⅱ. 주요 업체 생산 및 투자 현황
(4) 동유럽 생산 기지 전기차 배터리 현황 및 주요 업체 동향
가. 개요
나. 폴란드
ⅰ. 전기차 배터리 산업 관련 현황 및 정부 주요 정책
ⅱ. 주요 업체 생산 및 투자 현황
다. 헝가리
ⅰ. 전기차 배터리 산업 관련 현황 및 정부 주요 정책
ⅱ. 주요 업체 생산 및 투자 현황
라. 크로아티아
ⅰ. 전기차 배터리 산업 관련 현황 및 정부 주요 정책
ⅱ. 주요 업체 생산 및 투자 현황
마. 슬로바키아
ⅰ. 전기차 배터리 산업 관련 현황 및 정부 주요 정책
ⅱ. 주요 업체 생산 및 투자 현황
2) 유럽 전기차 배터리 산업 부품별 기술 트렌드 분석
(1) 기술 트렌드 현황
가. 미래 전기차 배터리 기술
ⅰ. 전고체 배터리
ⅱ. 리튬 황 배터리
ⅲ. 리튬 공기 배터리
(2) 주요 부품별 기술 현황
가. 셀 분야 개요
나. 모듈/팩 분야 개요
ⅰ. 모듈
ⅱ. 팩
ⅲ. 주요 기업: Elringklinger AG & KUKA AG
다. BMS/배터리 열관리 분야 개요
ⅰ. 배터리 관리 시스템(Battery Management System)
ⅱ. 배터리 열 관리(Battery Thermal Management)
ⅲ. 주요 기업 1: 인피니온(Infoneon)
ⅳ. 주요 기업 2: 헬라(Hella)
라. 리사이클링 분야 개요
ⅰ. 리사이클링 관련 지침 및 규제안
ⅱ. 전기차 폐배터리 리사이클링
ⅲ. 주요 사례1: 폭스바겐(잘츠기터, Salzgitter) 배터리 재활용 시범공장 개장
ⅳ. 주요 사례2: Fortum 리튬이온배터리 리싸이클링 테크닉 부문 투자
ⅴ. 주요 사례3: Duesenfeld GmbH의 높은 회수율
2. 미국 전기차 배터리 시장 동향과 충전소 동향
1) 미국의 배터리 시장동향
(1) 미국 전기차 배터리 수출입 동향
(2) 리튬배터리 기업 및 제품 개발 동향
(3) 리튬배터리 원료 생산동향
2) 미국의 전기차 충전소 동향
(1) 전기차 시장의 성장세
(2) 미국에서 사용되는 전기차 충전기
(3) 미국의 전기차 충전소 분포도
(4) 주요 전기차 충전 네트워크 기업
3) 시사점
3. 중국 2차전지 배터리 및 소재 동향
1) 중국 2차전지 산업의 성장 동향
(1) 2021년 중국 전기차 판매
(2) 중국 전기차 성장 전망
(3) 2차전지 수요 전망
2) 중국 2차전지 소재 동향
(1) 소재 동향 개요
(2) 중국 양극재
(3) 중국 음극재
(4) 중국 분리막
(5) 중국 전해액
4. 일본 도요타 전기차 배터리 전략 동향
1) 도요타 배터리 개발 컨셉
2) 새로운 Bipolar NiMH 구조
3) 배터리 비용 절감 방안
4) 차세대 배터리 개발과 전고체 배터리
5) 도요타 배터리 2030 전략
6) 도요타 배터리 전략과 2차전지 산업 시사점
(1) 배터리 내재화와 여전한 NIMH 중심 전략
(2) 2030년 200GWh 캐파 확보의 의미
(3) 50% 비용절감의 의미
(4) 전고체 차량의 이상과 현실
(5) 우리에게 주는 시사점
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