차세대 전지 세계 시장에 관한 조사결과(2019년)
【조사요강】
1. 조사기간: 2018년 10월~2019년 9월
2. 조사대상: 차세대 전지 관련 기업, 대학, 연구기관 등
3. 조사방법: 당사 전문연구원의 직접면담, 전화·e-mail 등을 이용한 청취조사 및 문헌조사 병용
1. 조사기간: 2018년 10월~2019년 9월
2. 조사대상: 차세대 전지 관련 기업, 대학, 연구기관 등
3. 조사방법: 당사 전문연구원의 직접면담, 전화·e-mail 등을 이용한 청취조사 및 문헌조사 병용
<차세대 전지 세계 시장 용어정의>
본 조사의 차세대 전지란 다음 9종류의 전지를 대상으로 하며, 구체적으로는 ①소형 전고체 LiB· 박형 전지, ②고용량 전고체 LiB, ③나트륨2차전지, ④레독스플로우전지, ⑤금속공기전지, ⑥유기2차전지, ⑦다가이온전지, ⑧Li-S전지, ⑨신원리/신형 전지이다. 각 종류의 호칭은 현재 해당 업계 내에서 사용되고 있는 것을 고려하면서, 최종적으로는 야노경제연구소에서 설정한 것이다. 본 조사의 세계 시장 규모(출하금액 기준)은 1미국달러=110엔 환산으로 산출했다.
본 조사의 차세대 전지란 다음 9종류의 전지를 대상으로 하며, 구체적으로는 ①소형 전고체 LiB· 박형 전지, ②고용량 전고체 LiB, ③나트륨2차전지, ④레독스플로우전지, ⑤금속공기전지, ⑥유기2차전지, ⑦다가이온전지, ⑧Li-S전지, ⑨신원리/신형 전지이다. 각 종류의 호칭은 현재 해당 업계 내에서 사용되고 있는 것을 고려하면서, 최종적으로는 야노경제연구소에서 설정한 것이다. 본 조사의 세계 시장 규모(출하금액 기준)은 1미국달러=110엔 환산으로 산출했다.
본 조사의 차세대 전지 9종류의 상세 내역은 아래를 참조
①소형 전고체 LiB·박형 전지; 가연성의 전해액을 사용하지 않고 안전성이 높은 소형 2차전지와 혁신적인 박형 1차전지로, 주로 고기능 카드 및 센서 단말에 탑재된다.
②고용량 전고체 LiB; 가연성의 전해액을 사용하지 않고 안전성이 높은 고용량 2차전지, 고체 전해질의 재료 입자를 사용해 성형하는 벌크형으로, 황화물 기타 재료 입자가 사용된다. 주로 자동차용이나 정치용 축전지로서 탑재된다.
③나트륨2차전지; 나트륨이온을 전도종(種)으로 하는 2차전지로, NAS전지(나트륨황전지)와 나트륨염화니켈전지가 실용화에서 앞서고 있다. 중형부터 대형 정치형 축전지 분야가 적합하다고 여겨진다.
④레독스플로우전지; 일반적인 2차전지와는 다른 유동형 전지로, 활물질을 포함한 전해액을 펌프로 순환시켜서 전해질에 축전한다. 대형 정치형 축전지로서 특히 재생가능에너지발전과의 계통연계에 적합하다.
⑤금속공기전지; 리튬과 알루미늄, 마그네슘, 기타의 금속을 활물질로서 사용하는 음극과 외부의 공기 중 산소를 취해서 활물질로 사용하는 양극을 조합한 것으로, 1차전지와 2차전지가 있다. 버튼형 전지부터 정치용 축전지까지 기존 전지의 폭넓은 용도에 대한 적용을 목표로 하고 있다.
⑥유기2차전지; 리튬이온전지(LiB)의 양극에 사용되는 코발트산리튬 등의 금속산화물계 활물질을 유기물로 치환한 것. LiB뿐만 아니라 커패시터 용도의 치환도 목표로 하고 있다.
⑦다가이온전지; 이온 1개당 1개의 전자를 운반하는 LiB에 비해, 2~3개의 전자를 운반할 수 있는 마그네슘, 칼슘 등의 다가이온을 이용한 전지이다. 선행하는 파우치형에서는 IoT 센서 등의 소형 애플리케이션 용도를 상정하고 있다.
⑧Li-S전지; 황을 비롯한 유기계 및 무기계의 황계 활물질을 사용하는 양극과 리튬금속 등의 고용량 음극을 조합한 차2전지이다. 전기자동차(EV) 등의 자동차용 및 정치형 대용량 전지에 적합하다.
⑨신원리/신형 전지; 기존의 2차전지란 축전 원리가 다른 전지와 기존 전지에 특징적인 개량(고기능, 신기능, 신구조)을 실시한 전지이다. LiB의 치환이 주체로, 전동 어시스트 자전거 등의 전동 모빌리티 기기부터 시장화가 시작될 전망이다.
<시장에 포함되는 상품·서비스>
전지 본체; 소형 전고체 LiB· 박형 전지, 고용량 전고체 LiB, 나트륨2차전지, 레독스플로우전지, 금속공기전지, 유기2차전지, 다가이온전지, Li-S전지, 신원리/신형 전지
①소형 전고체 LiB·박형 전지; 가연성의 전해액을 사용하지 않고 안전성이 높은 소형 2차전지와 혁신적인 박형 1차전지로, 주로 고기능 카드 및 센서 단말에 탑재된다.
②고용량 전고체 LiB; 가연성의 전해액을 사용하지 않고 안전성이 높은 고용량 2차전지, 고체 전해질의 재료 입자를 사용해 성형하는 벌크형으로, 황화물 기타 재료 입자가 사용된다. 주로 자동차용이나 정치용 축전지로서 탑재된다.
③나트륨2차전지; 나트륨이온을 전도종(種)으로 하는 2차전지로, NAS전지(나트륨황전지)와 나트륨염화니켈전지가 실용화에서 앞서고 있다. 중형부터 대형 정치형 축전지 분야가 적합하다고 여겨진다.
④레독스플로우전지; 일반적인 2차전지와는 다른 유동형 전지로, 활물질을 포함한 전해액을 펌프로 순환시켜서 전해질에 축전한다. 대형 정치형 축전지로서 특히 재생가능에너지발전과의 계통연계에 적합하다.
⑤금속공기전지; 리튬과 알루미늄, 마그네슘, 기타의 금속을 활물질로서 사용하는 음극과 외부의 공기 중 산소를 취해서 활물질로 사용하는 양극을 조합한 것으로, 1차전지와 2차전지가 있다. 버튼형 전지부터 정치용 축전지까지 기존 전지의 폭넓은 용도에 대한 적용을 목표로 하고 있다.
⑥유기2차전지; 리튬이온전지(LiB)의 양극에 사용되는 코발트산리튬 등의 금속산화물계 활물질을 유기물로 치환한 것. LiB뿐만 아니라 커패시터 용도의 치환도 목표로 하고 있다.
⑦다가이온전지; 이온 1개당 1개의 전자를 운반하는 LiB에 비해, 2~3개의 전자를 운반할 수 있는 마그네슘, 칼슘 등의 다가이온을 이용한 전지이다. 선행하는 파우치형에서는 IoT 센서 등의 소형 애플리케이션 용도를 상정하고 있다.
⑧Li-S전지; 황을 비롯한 유기계 및 무기계의 황계 활물질을 사용하는 양극과 리튬금속 등의 고용량 음극을 조합한 차2전지이다. 전기자동차(EV) 등의 자동차용 및 정치형 대용량 전지에 적합하다.
⑨신원리/신형 전지; 기존의 2차전지란 축전 원리가 다른 전지와 기존 전지에 특징적인 개량(고기능, 신기능, 신구조)을 실시한 전지이다. LiB의 치환이 주체로, 전동 어시스트 자전거 등의 전동 모빌리티 기기부터 시장화가 시작될 전망이다.
<시장에 포함되는 상품·서비스>
전지 본체; 소형 전고체 LiB· 박형 전지, 고용량 전고체 LiB, 나트륨2차전지, 레독스플로우전지, 금속공기전지, 유기2차전지, 다가이온전지, Li-S전지, 신원리/신형 전지
◆많은 전지 종류에서 실용화 시기가 앞당겨져, 리튬이온전지(LiB) 대한 대두가 시작된다
~2018년 차세대 전지 세계 시장규모는 636억 엔~
~2018년 차세대 전지 세계 시장규모는 636억 엔~
차세대 전지 세계 시장규모와 예측
주1. 메이커 출하액 기준
주2. 소형 전고체 LiB·박형 전지는 박막형 전고체 LiB, 벌크형 전고체 LiB의 도공·인쇄제법형, 박형1차전지(두께 1mm이하)의 합산치. 또는 금속공기전지는 1차전지, 2차전지의 합계치
주3. 2022년, 2030년은 예측치
주2. 소형 전고체 LiB·박형 전지는 박막형 전고체 LiB, 벌크형 전고체 LiB의 도공·인쇄제법형, 박형1차전지(두께 1mm이하)의 합산치. 또는 금속공기전지는 1차전지, 2차전지의 합계치
주3. 2022년, 2030년은 예측치
1. 시장 개황
차세대 전지 중에는 이미 시장 도입이 진행되어 주목되고 있는 종류도 있지만, 리튬이온전지(LiB)에 대한 후계(포스트 LiB)는 2020년 이후 본격화되는 것이 대부분이다.
차세대 전지 중에는 이미 시장 도입이 진행되어 주목되고 있는 종류도 있지만, 리튬이온전지(LiB)에 대한 후계(포스트 LiB)는 2020년 이후 본격화되는 것이 대부분이다.
2018년 차세대 전지 세계 시장규모는 메이커 출하액 기준으로 636억 엔이었다. 이 중 특히 주목되는 것이 고용량 전고체 LiB로, 프랑스의 수송·물류계 대기업에 의한 차세대 전동차 구동용 전원으로서의 실용화 사례가 선행하고 있다. 그 밖에 금속공기전지와 레독스플로우전지, 소형 전고체 LiB·박형 전지, 나트륨2차전지에서도 시장 형성이 시작되었다.
2. 주목 토픽
신형 고기능 LiB·신구조 LiB를 제품화하는 움직임이 표면화
일본에서는 신원리 전지, 신형 고기능 LiB, 신구조 LiB를 제품화하는 움직임이 표면화되기 시작했고, LiB계 전지를 포함하면 이미 이러한 신형 전지 시장이 창출되었다.
또한 신원리 전지에서는 리튬공기전지의 이론치를 뛰어넘는 초고에너지 밀도와 초대용량형 전지가 2020년대 초반에 제품화될 전망이고, 급속 충방전 기능과 고도의 내구성을 겸비하는 2차전지 재료도 2021~2022년경부터 상용화될 가능성이 있다. 독자의 고성능 수계 포화 전해액 커패시터의 에너지 회생 용도로의 전개 및 그래핀 슈퍼 커패시터의 제품화 등도 예상되므로, 2030년에는 신원리 전지만으로 일정 규모로 확대할 것으로 생각한다.
또한 신원리 전지에서는 리튬공기전지의 이론치를 뛰어넘는 초고에너지 밀도와 초대용량형 전지가 2020년대 초반에 제품화될 전망이고, 급속 충방전 기능과 고도의 내구성을 겸비하는 2차전지 재료도 2021~2022년경부터 상용화될 가능성이 있다. 독자의 고성능 수계 포화 전해액 커패시터의 에너지 회생 용도로의 전개 및 그래핀 슈퍼 커패시터의 제품화 등도 예상되므로, 2030년에는 신원리 전지만으로 일정 규모로 확대할 것으로 생각한다.
3. 장래 전망
2030년의 차세대 전지 세계 시장규모는 2018년 대비 20배 이상인 1조 4,940억 엔(메이커 출하액 기준)을 예측한다.
2030년의 차세대 전지 세계 시장규모는 2018년 대비 20배 이상인 1조 4,940억 엔(메이커 출하액 기준)을 예측한다.
종류별로 살펴보면, 톱은 고용량 전고체 LiB로 5,687억 엔이 예측된다. 2020년대 후반부터 황화물계와 SPE계열이 견인차 역할을 하여 급성장이 시작될 것으로 상정된다. 이어서 유기2차전지에서 개발형 벤처기업에 의한 실용화가 진행될 전망이다.
레독스플로우전지는 대형 정치형 축전지로서 특히 재생가능에너지발전과의 계통 연계에 적합하다는 점에서 보급의 핵심을 쥐고 있다고 본다. 최근 특히 해외 기업에서 많은 대형 프로젝트가 진행 중이므로, 2030년 레 독스플로우전지 세계 시장규모는 3,253억 엔(메이커 출하액 기준)이 예측된다.
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