첨단 배터리 기술 시장 - 글로벌 산업 규모, 점유율, 추세, 기회 및 예측, 기술별 세분화(고체 배터리, 리튬-황 배터리, 마그네슘-이온 배터리, 차세대 유동 배터리, 금속-공기 배터리), 최종 사용자별(자동차, 가전제품, 산업, 에너지 저장) 지역 및 경쟁별, 2019-2029F

시장 개요

글로벌 첨단 배터리 기술 시장은 2023년에 806억 7천만 달러 규모로 평가되었으며, 2029년까지 8.22%의 CAGR로 예측 기간 동안 강력한 성장을 보일 것으로 예상됩니다.

첨단 배터리 기술 시장은 기존 에너지 저장 솔루션을 능가하는 차세대 배터리 기술의 개발, 제조 및 응용에 중점을 둔 부문을 포함합니다. 이 시장에는 에너지 밀도를 높이고, 안전성을 개선하고, 배터리 수명을 연장하도록 설계된 리튬 이온, 고체 배터리 및 유동 배터리와 같은 혁신이 포함됩니다. 첨단 배터리는 전기 자동차(EV), 재생 에너지 저장 및 휴대용 전자 제품을 포함한 다양한 산업을 지원하는 데 핵심적입니다. 이러한 배터리는 기존 배터리에 비해 더 빠른 충전 시간, 더 긴 사이클 수명, 더 높은 에너지 효율성을 포함한 우수한 성능 속성이 특징입니다. 이 시장은 환경 문제가 커지고 더 녹색 기술로 전환되는 가운데 고성능, 지속 가능한 에너지 저장 솔루션에 대한 수요가 증가함에 따라 주도되고 있습니다. 이 시장의 주요 업체는 기존의 한계를 극복하고 새로운 기회를 활용하기 위해 지속적인 연구 개발에 참여하고 있습니다. 이 시장의 성장은 기술 발전, 규제 프레임워크, 친환경적이고 고효율 에너지 솔루션에 대한 소비자 선호도의 변화에 영향을 받습니다.

주요 시장 동인

전기 자동차(EV)에 대한 수요 증가

전기 자동차(EV) 채택의 급증은 글로벌 첨단 배터리 기술 시장의 중요한 원동력입니다. 전 세계 정부가 더 엄격한 배출 규정을 시행하고 EV 구매에 대한 인센티브를 제공함에 따라 연장된 주행 범위와 빠른 충전을 지원할 수 있는 고성능 배터리에 대한 수요가 증가하고 있습니다. 최신 EV는 기존 납산 또는 니켈 수소화물 배터리에 비해 더 높은 에너지 밀도, 더 긴 사이클 수명 및 향상된 안전 기능을 제공하는 배터리가 필요합니다.

리튬 이온, 고체 상태 및 리튬 황 배터리와 같은 고급 배터리 기술은 이러한 진화하는 요구 사항을 충족하는 데 중요합니다. 예를 들어, 리튬 이온 배터리는 높은 에너지 밀도와 비교적 낮은 비용으로 선호되어 많은 현재 EV 모델에서 필수적입니다. 그러나 자동차 산업이 발전함에 따라 더 높은 에너지 밀도, 향상된 안전성 및 더 나은 열 안정성을 제공할 것을 약속하는 고체 상태 배터리와 같이 더 뛰어난 성능을 제공할 수 있는 배터리에 대한 요구가 커지고 있습니다.

전기 이동성으로의 전환은 지속 가능한 운송 솔루션에 대한 소비자 선호도와 다양한 자동차 제조업체의 EV 모델 가용성 증가에 의해 주도됩니다. 전기 자동차 시장이 확대됨에 따라 고성능과 장기 내구성에 대한 요구 사항을 모두 충족할 수 있는 고급 배터리에 대한 요구도 커지고 있습니다. 결과적으로 배터리 기술의 발전은 EV 시장의 성장을 촉진할 뿐만 아니라 배터리 부문 자체 내에서 혁신과 투자를 촉진하고 있습니다.

재생 에너지 저장의 발전

태양광 및 풍력과 같은 재생 에너지원에 대한 글로벌 추진은 고급 배터리 기술 시장에 상당한 영향을 미쳤습니다. 재생 에너지 생산은 종종 간헐적이며, 생산은 날씨 조건과 시간대에 따라 다릅니다. 이러한 과제를 해결하고 안정적이고 신뢰할 수 있는 에너지 공급을 보장하기 위해 재생 에너지를 효율적으로 저장하고 관리할 수 있는 고급 에너지 저장 솔루션에 대한 요구가 커지고 있습니다.

고급 배터리는 최대 생산 기간 동안 생성된 초과 에너지를 저장하고 생산이 낮을 때 방전하는 데 필요한 용량을 제공함으로써 재생 에너지 저장 시스템에서 중요한 역할을 합니다. 리튬 이온 및 유동 배터리와 같은 기술은 높은 에너지 밀도와 확장성을 제공할 수 있기 때문에 이러한 목적에 특히 적합합니다. 예를 들어, 유동 배터리는 대량의 에너지를 저장하고 장시간 방전할 수 있는 용량으로 알려져 있어 그리드 규모의 에너지 저장 애플리케이션에 이상적입니다.

정부와 기업이 재생 에너지 인프라에 투자하고 화석 연료에 대한 의존도를 줄이려고 하면서 대규모 에너지 저장 솔루션을 지원할 수 있는 고급 배터리 기술에 대한 수요가 증가할 것으로 예상됩니다. 이러한 추세는 배터리 화학 및 제조 공정의 발전으로 더욱 가속화되고 있으며, 이는 에너지 저장 시스템의 성능과 비용 효율성을 향상시키고 있습니다. 결과적으로 재생 에너지 부문은 첨단 배터리 기술 시장의 성장을 이끄는 주요 원동력으로, 업계 내 혁신과 확장을 촉진합니다.

기술 혁신 및 연구 개발

기술 발전과 지속적인 연구 개발(R&D)은 글로벌 첨단 배터리 기술 시장의 핵심 원동력입니다. 배터리 기술의 지속적인 발전은 전기 자동차, 가전 제품, 재생 에너지 저장을 포함한 다양한 응용 분야의 증가하는 수요를 충족하는 데 필수적입니다. 배터리 화학, 재료 과학 및 제조 공정의 혁신은 향상된 성능, 안전성 및 비용 효율성을 제공하는 차세대 배터리 개발을 촉진하고 있습니다.

고체 배터리, 리튬-황 배터리, 나트륨 이온 배터리와 같은 대체 배터리 기술에 대한 연구가 이 혁신의 최전선에 있습니다. 예를 들어, 고체 전지는 기존의 액체 전해질을 고체 전해질로 대체하기 위해 개발되고 있으며, 이는 에너지 밀도와 안전성을 향상시킬 수 있습니다. 리튬-황 전지는 기존 리튬 이온 전지에 비해 더 낮은 비용으로 더 높은 에너지 용량을 제공할 수 있는 잠재력을 가지고 있습니다. 이러한 발전은 학계 연구, 산업 협력, 민간 및 공공 부문의 투자의 조합에 의해 추진됩니다.

자동화된 생산 라인 및 향상된 품질 관리 조치와 같은 제조 기술의 발전은 고급 전지의 확장성과 경제성에 기여하고 있습니다. 새로운 소재와 생산 기술이 개발됨에 따라 고급 전지 기술의 비용이 감소하여 더 광범위한 응용 분야에 더 쉽게 접근하고 시장 성장을 가속화할 것으로 예상됩니다.

R&D와 기술 혁신에 중점을 두는 것은 배터리 성능의 기존 한계를 해결하고 미래 에너지 저장 요구 사항을 충족할 수 있는 솔루션을 개발하는 데 매우 중요합니다. 결과적으로 배터리 기술의 지속적인 발전은 글로벌 고급 배터리 기술 시장의 성장을 이끄는 주요 원동력이며, 경쟁적이고 역동적인 산업 환경을 조성합니다.

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주요 시장 과제

높은 제조 비용

글로벌 고급 배터리 기술 시장이 직면한 주요 과제 중 하나는 최첨단 배터리 기술과 관련된 높은 제조 비용입니다. 고체 배터리, 리튬-황 배터리, 유동 배터리와 같은 고급 배터리는 종종 특수 소재와 복잡한 생산 공정이 필요하여 비용이 증가합니다.

예를 들어, 기존 리튬 이온 배터리보다 더 높은 에너지 밀도와 향상된 안전성을 약속하는 고체 배터리는 아직 상용화 초기 단계에 있습니다. 고체 배터리의 생산에는 비용이 많이 들고 가공하기 어려운 고체 전해질 및 고순도 리튬과 같은 고급 소재를 사용합니다. 또한, 이러한 배터리의 제조에는 정밀하고 제어된 제조 환경이 필요하므로 생산 비용이 더욱 증가합니다.

리튬-황 배터리는 리튬 이온 배터리에 비해 낮은 재료 비용으로 잠재적으로 더 높은 에너지 밀도를 제공하지만 제조 공정과 관련된 문제에 직면합니다. 리튬-황 배터리의 생산에는 비교적 저렴한 황을 사용하지만 황을 배터리 구조에 통합하고 안정적인 성능을 보장하는 데 필요한 복잡한 공정은 비용이 많이 듭니다. 또한 이러한 배터리의 긴 사이클 수명과 안정성을 보장하려면 고급 엔지니어링 기술이 필요하여 전체 비용이 증가합니다.

높은 제조 비용은 고급 배터리 기술의 광범위한 채택에 상당한 장벽이 됩니다. 이러한 비용은 전기 자동차 및 재생 에너지 저장 시스템과 같이 이러한 배터리를 사용하는 제품의 최종 가격에 반영됩니다. 결과적으로 고급 배터리의 높은 가격대는 더 광범위한 시장에 대한 접근성을 제한하고 채택을 늦출 수 있습니다.

이러한 문제를 극복하기 위해 지속적인 연구 개발 노력은 제조 공정 최적화, 재료 비용 절감 및 생산 확대에 집중됩니다. 배터리 설계의 혁신과 제조 효율성의 개선은 고급 배터리 기술을 더욱 비용 효율적으로 만드는 데 필수적입니다. 산업이 발전하고 생산이 확대됨에 따라 이러한 비용이 감소하여 고급 배터리가 더 저렴해지고 더 광범위한 응용 분야에서 사용할 수 있기를 바랍니다.

제한된 원자재 가용성 및 공급망 제약

글로벌 고급 배터리 기술 시장의 또 다른 중요한 과제는 주요 원자재의 제한된 가용성과 관련 공급망 제약입니다. 고급 배터리는 종종 희소할 뿐만 아니라 몇몇 지리적 지역에 집중되어 있는 특정 재료에 의존하여 공급 병목 현상과 가격 변동성을 초래할 수 있습니다.

예를 들어, 리튬 이온 배터리는 높은 에너지 밀도와 성능에 필수적인 리튬, 코발트 및 니켈에 크게 의존합니다. 리튬은 주로 호주, 칠레, 중국과 같은 국가에서 공급되는 반면 코발트는 주로 콩고 민주 공화국에서 채굴됩니다. 이러한 자원이 일부 지역에 집중되면 공급망에 취약성이 생겨 지정학적 긴장, 무역 분쟁 및 환경 규제에 취약해질 수 있습니다.

이러한 원자재의 추출 및 처리에는 상당한 환경 및 사회적 영향이 있을 수 있으며, 지속 가능성과 윤리적 조달에 대한 우려가 제기됩니다. 예를 들어, 코발트 채굴은 인권 문제와 환경 파괴와 관련이 있어 회사에 대한 감시와 책임 있는 조달 관행을 보장하라는 압력이 증가했습니다.

원자재의 가용성이 제한되면 가격 변동이 발생할 수도 있으며, 이는 고급 배터리 기술의 전체 비용에 영향을 미칠 수 있습니다. 핵심 소재의 가격 변동성은 새로운 배터리 기술의 경제적 실행 가능성에 영향을 미치고 제조업체와 소비자 모두에게 불확실성을 초래할 수 있습니다.

이러한 공급망 과제를 해결하려면 원자재 공급원을 다각화하고 재활용 프로세스를 개선하며 대체 소재를 개발하는 노력을 포함한 다각적인 접근 방식이 필요합니다. 더 풍부하고 문제가 적은 소재에 의존하는 새로운 배터리 화학에 대한 연구도 중요합니다. 공급망의 회복력을 강화하고 중요한 원자재에 대한 의존도를 줄임으로써, 첨단 배터리 기술 시장은 이러한 과제를 더 잘 헤쳐나가고 혁신적인 에너지 저장 솔루션의 지속적인 성장과 도입을 지원할 수 있습니다.

주요 시장 동향

고체 배터리의 부상

글로벌 첨단 배터리 기술 시장의 두드러진 동향은 고체 배터리에 대한 관심이 커지고 있다는 것입니다. 이러한 배터리는 기존 리튬 이온 배터리에 비해 상당한 개선을 제공할 수 있는 잠재력으로 인해 주목을 받고 있습니다. 고체 배터리는 기존 배터리에서 발견되는 액체 또는 젤 전해질 대신 고체 전해질을 사용하여 누출 및 화재 위험을 줄여 안전성을 강화합니다.

고체 배터리의 이점은 안전성을 넘어섭니다. 또한 더 높은 에너지 밀도를 제공하여 전기 자동차(EV) 및 기타 휴대용 기기의 배터리 수명을 늘리고 범위를 넓힐 수 있습니다. 또한 고체 배터리는 사이클 수명이 더 길어 기존 배터리에 비해 성능이 저하되기 전에 더 많이 충전 및 방전할 수 있습니다.

이러한 장점에도 불구하고 고체 배터리는 여전히 제조 확장성 및 재료 비용과 관련된 문제에 직면해 있습니다. 고체 배터리의 생산 공정은 복잡하고 고급 재료가 필요하여 비용이 상승할 수 있습니다. 그러나 지속적인 연구 개발 노력은 이러한 장애물을 극복하는 데 집중되어 있습니다. 제조 기술이 개선되고 규모의 경제가 달성됨에 따라 고체 배터리는 상업적으로 실행 가능하고 널리 퍼질 것으로 예상됩니다.

특히 자동차 산업은 전기 자동차의 성능과 안전성을 개선하는 수단으로 고체 기술에 강한 관심을 보이고 있습니다. 주요 자동차 제조업체와 기술 회사는 고체 배터리 개발에 막대한 투자를 하고 있으며, 이는 이 배터리의 미래 채택에 대한 강력한 추세를 나타냅니다.

리튬-황 배터리의 확대

첨단 배터리 기술 시장의 또 다른 주요 추세는 리튬-황(Li-S) 배터리의 확대입니다. 리튬-황 배터리는 기존 리튬 이온 배터리에 비해 더 높은 에너지 밀도와 더 낮은 비용을 제공할 수 있는 잠재력으로 점점 더 인정받고 있습니다. 풍부하고 저렴한 황을 사용함으로써 이러한 배터리는 비용 효율적인 에너지 저장을 위한 매력적인 옵션이 됩니다.

리튬-황 배터리는 전기 자동차 및 그리드 에너지 저장을 포함한 다양한 애플리케이션의 성능을 크게 향상시킬 수 있는 잠재력이 있습니다. 더 높은 비에너지를 제공할 것으로 예상되므로 단위 중량당 더 많은 에너지를 저장할 수 있으며, 이는 특히 가볍고 에너지 밀도가 높은 애플리케이션에 유용합니다.

리튬-황 배터리는 유망한 이점에도 불구하고 사이클 수명 및 안정성과 관련된 과제에 직면합니다. 유황은 저렴하지만 낮은 전도도 및 낮은 사이클 안정성과 같은 문제가 발생하는 경향이 있습니다. 연구자들은 새로운 양극 소재 개발 및 전해질 구성 최적화와 같이 이러한 배터리의 성능과 내구성을 향상시키기 위한 솔루션을 적극적으로 연구하고 있습니다.

진보가 계속되고 기술이 성숙해짐에 따라 리튬-유황 배터리는 시장에서 더 보편화될 가능성이 높습니다. 비용을 절감하고 에너지 저장 성능을 개선할 수 있는 잠재력으로 인해 배터리 기술 분야에서 중요한 트렌드가 되었습니다.

세그먼트별 통찰력

기술 통찰력

리튬-유황 세그먼트는 2023년에 가장 큰 시장 점유율을 차지했습니다.

리튬-유황 배터리의 또 다른 중요한 장점은 재료 비용이 낮다는 것입니다. 유황은 리튬 이온 배터리의 중요한 재료인 코발트와 니켈에 비해 풍부하고 저렴합니다. 이는 잠재적으로 전체 배터리 비용을 절감하여 기술이 성숙하고 확장됨에 따라 Li-S 배터리를 경제적으로 더 매력적인 옵션으로 만들 수 있습니다.

이러한 장점에도 불구하고 리튬-황 배터리는 시장을 지배하지 못하게 하는 과제에 직면해 있습니다. 여기에는 사이클 수명, 안정성 및 효율성과 관련된 문제가 포함됩니다. 황은 반복적인 충전-방전 사이클에서 빠르게 분해되는 경향이 있으며 안정적인 성능을 보장하는 것은 연구자와 제조업체에게 큰 장애물이었습니다. 재료와 배터리 설계의 발전을 통해 이러한 문제를 해결하기 위한 노력이 계속되고 있습니다.

지역 통찰력

아시아 태평양 지역은 2023년에 가장 큰 시장 점유율을 차지했습니다.

아시아 태평양 지역은 배터리 기술 혁신의 최전선에 있습니다. 이 지역의 주요 기술 회사와 연구 기관은 고체 배터리 및 리튬-황 배터리와 같은 차세대 배터리 개발에 많은 투자를 하고 있습니다. 연구 개발에 대한 이러한 집중은 기술 발전을 촉진하고 이 지역을 배터리 기술 진화의 선두 주자로 자리매김합니다.

아시아 태평양 국가의 정부는 첨단 배터리 기술 도입을 촉진하기 위해 지원 정책과 인센티브를 시행했습니다. 예를 들어, 중국은 보조금과 세금 인센티브를 포함하여 전기 자동차의 개발과 사용을 장려하는 정책을 시작했습니다. 마찬가지로 일본과 한국은 배터리 기술과 재생 에너지 통합에 대한 연구 개발을 지원합니다.

전기 자동차 시장의 급속한 성장과 아시아 태평양 지역의 재생 에너지원 확대는 첨단 배터리 기술에 대한 상당한 수요를 촉진합니다. 중국과 같은 국가는 EV 도입을 선도하고 있으며, 첨단 배터리에 대한 강력한 시장을 형성하고 있습니다. 또한, 이 지역의 재생 에너지 용량 증가에 대한 노력은 효율적인 에너지 저장 솔루션에 대한 필요성을 더욱 부추깁니다.

아시아 태평양의 기업들은 적극적으로 전략적 파트너십을 형성하고 글로벌 배터리 기술 벤처에 투자하고 있습니다. 이러한 투자는 기술 역량과 시장 도달 범위를 강화하여 글로벌 배터리 시장에서 이 지역의 지배적 위치를 공고히 합니다.

최근 개발

• 2024년 7월 4일, 자동차 산업에서 고급 배터리 솔루션에 대한 수요가 증가함에 따라 Exide Industries Ltd는 시동, 조명 및 점화(SLI) 애플리케이션을 위한 새로운 고성능 흡수성 유리 매트(AGM) 배터리를 출시했습니다. AGM 기술을 특징으로 하는 이 혁신적인 납산 배터리는 기존 납산 배터리에 비해 뛰어난 시동 전력, 향상된 내구성 및 연장된 수명을 제공하도록 설계되었습니다. 뛰어난 성능으로 인정받는 AGM 배터리는 4륜 차량의 까다로운 요구 사항을 충족하도록 맞춤 제작되었습니다.
• 2024년 5월, Jaguar Land Rover(JLR)는 Fortescue와 Fortescue의 고급 배터리 인텔리전스 소프트웨어인 Elysia를 차세대 전기 자동차에 통합하기 위한 다년 계약을 체결했습니다. 이 협력은 배터리 수명, 안전성 및 성능을 개선하여 JLR의 고급 전기 자동차를 향상시키는 것을 목표로 합니다. 올해 말에 출시될 예정인 새로운 Range Rover Electric을 시작으로 Fortescue의 Elysia 소프트웨어는 모든 향후 JLR 전기 자동차 모델에 구현될 예정입니다. 이 통합은 더 빠른 충전, 향상된 신뢰성 및 확장된 주행 거리를 특징으로 하는 뛰어난 소유 경험을 제공하도록 설계되었습니다. Elysia 소프트웨어는 수명 주기 전반에 걸쳐 배터리 상태를 모니터링하여 전기 자동차에서 2차 응용 프로그램으로 배터리를 전환할 수 있도록 하여 JLR의 지속 가능성 이니셔티브에 기여합니다. 물리학에 기반한 디지털 트윈과 확률적 인공 지능을 활용하는 이 소프트웨어는 배터리 문제를 식별하고 해결하여 배터리 성능과 안전성을 최적화합니다. 이 파트너십은 2030년까지 모든 브랜드의 전기화를 목표로 하고 2039년까지 탄소 중립을 달성하는 JLR의 Reimagine 전략과 일치합니다. 동시에 Fortescue는 2030년까지 운영에서 배출되는 것을 없애는 것을 포함하여 자체 탈탄소화 목표를 달성하기 위해 노력하고 있습니다.
• 2024년 3월, 배터리용 고급 나노소재의 대만 대표 생산업체인 SiAT는 Taiwan CS Aluminum Corporation(CSAC)과 전략적 파트너십을 발표했습니다. 이 협업은 리튬 이온 배터리, 나트륨 배터리 및 슈퍼커패시터에서 더 빠른 충전과 더 오래 지속되는 성능에 대한 증가하는 수요를 충족하도록 설계된 새로운 탄소 나노튜브 코팅 알루미늄 호일을 소개합니다. 이 혁신적인 제품은 기존의 카본 블랙보다 10배 높은 전도도를 제공하는 탄소 나노튜브(CNT) 코팅이 특징입니다. 이 CNT 코팅은 알루미늄 호일의 부식 방지 기능을 향상시킬 뿐만 아니라 전극 물질과 전류 집전체 사이의 접착력도 향상시킵니다. 결과적으로 배터리 수명이 연장됩니다.또한 CNT 코팅은 인터페이스 접촉 저항을 줄여 방전율과 전반적인 배터리 성능을 개선합니다.

주요 시장 참여자

• Tesla Inc.
• Panasonic Corporation
• LG Energy Solution Ltd.
• Samsung SDI Co., Ltd.
• General Motors
• Siemens AG
• Toshiba Corporation
• Hitachi Ltd.
• Northvolt AB
• Solid Power, Inc.
• QuantumScape Battery, Inc
• Farasis Energy Europe GmbH