2023년 전고체 배터리 관련주 : 생산 및 개발 회사 8곳

전고체 배터리 는 액체 전해질 대신 고체 전해질을 사용합니다. 현재 스마트폰, 전기차 등에 사용되는 리튬이온 배터리는 좋지만 안전성 문제가 많습니다. 한 가지 우려 사항은 기존의 리튬 배터리에 인화성 액체가 포함되어 있다는 것입니다.

몇 년 전 삼성은 배터리가 폭발해 화재를 일으킬 수 있다는 이유로 주력 스마트폰인 갤럭시노트7을 시장에서 퇴출시켰습니다. 2021년 GM과 현대는 화재 위험으로 인해 리튬 이온 배터리로 작동하는 일부 EV를 리콜했습니다.

한 여성도 방에서 리튬 이온 배터리로 구동되는 호버보드 가 폭발해 부상을 입었다. 전고체 배터리는 화재 위험을 제거하여 제조업체와 사용자가 안심할 수 있도록 합니다.

고체 배터리는 또한 액체 배터리보다 에너지 밀도가 더 높습니다. 따라서 전고체 배터리는 EV에 사용될 때 더 긴 주행 거리를 제공할 수 있습니다. 고체 배터리는 충전이 필요하기 전에 스마트폰과 같은 장치에 더 많은 시간 동안 전원을 공급할 수 있습니다.

또한 고체 배터리는 충전 시간을 줄여 EV 채택을 장려할 수 있습니다. 일부 운전자는 주유소에서 연료를 채우는 데 5분이면 충분하지만 충전하는 데 몇 시간이 걸릴 수 있기 때문에 전기 자동차를 기피했습니다.

요약하자면 고체 배터리는 리튬 이온 배터리의 주요 단점을 극복하는 데 도움이 될 수 있습니다. 더 가볍고 안전하며 보관 수명이 더 길고 재충전 시간이 더 짧으며 훨씬 더 넓은 범위를 제공합니다.

전고체 배터리가 전기 자동차에 상용화 되면 게임 체인저가 될 수 있으며 EV 채택의 핵심 동인이 될 수 있는 범위 불안을 해결하는 데 도움이 될 수 있습니다.

전고체 배터리 전망

전고체 배터리 업체의 장기 성장이 기대된다. Research and Markets에 따르면 전 세계 전고체 배터리 시장 규모는 2022년 5,800만 달러에서 2028년 3억 1,400만 달러로 성장할 것으로 예상됩니다.

2022년부터 2028년까지 연평균 32.5% 성장할 것으로 예상됩니다.

스마트폰과 같은 휴대용 전자 제품의 채택 증가와 EV의 증가는 전고체 배터리 시장의 성장을 촉진하는 요인 중 일부입니다. 또 다른 성장 동인은 에너지 저장을 위해 배터리가 필요한 풍력 및 태양열과 같은 재생 가능한 전원으로의 전환입니다.

다음은 오늘날 전고체 배터리를 생산 및/또는 개발하는 최고의 전고체 배터리 회사 목록입니다.

1. Solid Power

Solid Power 는 전기 자동차용 전고체 충전식 배터리의 선두 개발업체입니다. 배터리는 에너지 밀도가 매우 높아 리튬 이온 충전식 배터리에 비해 밀도가 50% 더 높습니다.

Solid Power의 배터리는 휴대용 전자 제품, 항공기 및 위성과 같은 장치에도 전원을 공급할 수 있습니다.

중국과 전 세계에서 배터리 손상으로 인해 테슬라가 화염에 휩싸였다는 수많은 보고가 있었습니다. 가장 인기 있는 EV 제조업체인 Tesla는 모든 '추정' 고급 리튬 이온 배터리 기술을 보유하고 있어 배터리 손상으로 인해 EV가 폭발하는 추세를 멈출 수 없는 것으로 보입니다.

그리고 문제는 테슬라에만 있는 것이 아니라 리튬 이온 배터리로 구동되는 모든 전기 자동차는 단순히 리튬 이온 충전 배터리가 가연성 액체 전해질을 가지고 있기 때문에 그러한 폭발에 취약합니다.

Solid Power에서 개발한 것과 같은 전고체 배터리에는 휘발성 또는 인화성 액체 성분이 포함되어 있지 않으므로 더 안전합니다.

이 회사는 현재 콜로라도주 루이빌에 기반을 둔 연속 롤투롤 생산 라인에서 20Ah 다층 전고체 리튬 금속 배터리를 생산하고 있습니다. 그러나 현재 생산하는 전고체 배터리는 현재 회사의 전략적 파트너에 의해 검증되고 있는 프로토타입으로 희미합니다.

Solid Power는 올해 전고체 배터리를 판매할 것으로 예상되지만 자동차 애플리케이션용 배터리는 2026년까지 시장에 출시될 것으로 예상됩니다.

2. QuantumScape

QuantumScape 는 높은 비에너지와 높은 에너지 밀도를 모두 제공하는 전기 자동차용 고체 리튬 금속 배터리를 개발하는 업계 최고의 상장 기업(NYSE: QS)입니다.

이 회사는 San-Jose에 기반을 두고 있으며 Bill Gates, Volkswagen, Continental AG, George Soros 등 저명한 투자자들의 지원을 받고 있습니다.

틀림없이 QuantumScape의 전고체 배터리 기술은 현재 가장 발전된 기술입니다. 프로토타입 배터리는 15분 안에 80% 용량까지 충전할 수 있으며 이는 "기존 배터리 또는 대체 솔리드 스테이트 접근 방식이 제공할 수 있는 것보다 빠릅니다."

전고체 배터리 개발의 가장 큰 과제 중 하나는 용량 증가와 충전 시간의 복잡성입니다. 다른 한편으로 이러한 배터리의 용량을 늘리려면 부피 및 킬로당 에너지 밀도를 높여야 합니다.

비결은 배터리 킬로그램당 가능한 한 많은 에너지를 담을 수 있고 높은 전력 비율을 제공하며 수상돌기 형성을 피할 수 있다는 것입니다. 덴드라이트는 충전 과정에서 높은 전력 비율로 형성되며 이로 인해 배터리 고장이 발생합니다.

이와 같이 일반 전고체 배터리가 매우 높은 전력 속도로 충전될 때 충전 시간을 단축하기 위해 덴드라이트가 형성되고 배터리가 고장나는데 아무도 그것을 원하지 않습니다.

QuantumScape는 최근 이 문제를 극복했다고 발표했는데, 이는 주요 기술 혁신입니다. 최근 데이터에 따르면 고체 분리막은 덴드라이트 형성을 피하면서 매우 높은 전력 속도로 작동할 수 있습니다. 이 획기적인 발전으로 배터리는 15분 만에 80%까지 빠르게 충전할 수 있었습니다.

그리고 이 회사는 또한 2월에 덴드라이트 형성을 피하면서 높은 전력으로 충전하고 15분 안에 80% 용량에 도달할 수 있는 다층 고체 배터리를 생산할 수 있다고 발표했습니다.

이는 전기 자동차에서 사용할 수 있는 상업용 전고체 배터리를 개발하기 위한 경쟁에서 회사를 앞서게 하는 절실히 필요하고 기다려온 돌파구입니다.

3. Ampcera

모든 유형의 배터리를 만들기 위해서는 전해질(전기 생산을 위한 화학적 공급원)과 전극(양극 및 음극)이 필요하다는 것은 상식입니다.

Ampcera 는 고성능 고체 전해질 재료 개발에 주력하는 틈새 고체 배터리 회사입니다. 고체 전해질 재료는 전기 자동차 및 기타 응용 분야에 사용될 고체 배터리용으로 설계되었습니다.

고체 전해질 재료에는 황화물, NASICON 유형 인산염 및 가넷 구조 산화물이 포함되며 상업적으로 이용 가능하며 MSE 공급을 통해 주문할 수 있습니다.

Ampcera는 증가하는 미국 및 국제 특허 출원 목록을 통해 기술을 보호합니다. 전해질 막은 높은 이온 전도성, 리튬 금속에 대한 높은 임계 전류 밀도(>450 Wh/kg), 제어 가능한 두께 20 – 75 미크론이 특징입니다. 이러한 특성으로 인해 전해질을 비교적 저렴하게 판매하고 빠르게 충전할 수 있습니다.

롤투롤(roll-to-roll) 제조 기술을 사용하여 고체 전해질을 생산합니다. 즉, 산업 표준 생산에 대한 최소한의 변경으로 전기 자동차에 적합한 고에너지 밀도 고체 배터리에 전해질을 통합할 수 있습니다.

Ampcera는 주요 자동차 OEM에서 전고체 배터리 제조업체에 이르기까지 100개 이상의 업계 고객과 R&D 협력자를 보유하고 있습니다. 이 회사는 캘리포니아주 실리콘 밸리에 본사를 두고 있으며 애리조나주 투손 테크 파크에 연구 개발 연구소를 두고 있습니다.

4. BrightVolt

BrightVolt 는 IoT 장치용으로 개발된 충전식 고체 리튬 폴리머 배터리 제조업체입니다.

리튬 이온 배터리에 사용되는 기존의 액체 전해질을 사용하는 대신 BrightVolt는 독점적인 폴리머 매트릭스 전해질을 사용하여 배터리를 기존 리튬 이온 배터리보다 더 안정적이고 안정적이며 안전하게 만듭니다.

고분자는 고체와 액체의 성질을 모두 가지고 있으며, 이는 긴 분자 사슬로 구성되어 있기 때문에 가능합니다.

그들은 머리카락, 손톱, 양모, 실크와 같은 자연 형태로 존재하며 나일론 및 폴리에틸렌과 같이 인공적으로 형성될 수 있습니다(합성 폴리머). 그리고 폴리머는 유연할 수 있고(열가소성), 탄성이 있고(엘라스토머), 영구적으로 단단할 수 있습니다(열경화성).

전해질(고분자 전해질)로 작용할 수 있는 폴리머가 있으며, 이러한 폴리머는 액체 전해질보다 많은 장점이 있으며 그 중 하나는 에너지 밀도가 더 높은 경향이 있다는 것입니다.

폴리머는 인위적으로 형성될 수 있기 때문에 폴리머 전해질은 최상의 특성을 갖도록 설계될 수 있습니다. 액체 전해질의 많은 단점을 제거합니다.

BrightVolt의 폴리머 매트릭스 전해질은 셀 구조에 자유롭게 흐르는 휘발성 용매가 없는 폴리머 고체 이온 전도성 요소로, 배터리를 보다 안정적이고 안전하게 만듭니다.

그들은 또한 전극에 직접 결합하기 때문에 더 높은 에너지 밀도를 갖는 경향이 있으며, 중량을 제거하고 전체 셀 전극 두께가 0.45mm 미만인 얇은 층을 생성합니다. 0.70mm 이상.

더 큰 규모에서 30 – 60%의 차이는 무게가 중요한 요소일 때 엄청난 이점입니다. IoT 장치에서 무게는 실제로 중요한 요소이며 BrightVolt가 폴리머 매트릭스 전해질 기술로 IoT 산업을 목표로 하는 것은 당연한 일입니다.

5. ProLigium Technology

ProLogium은 선도적인 전고체 배터리 개발자 및 제조업체 중 하나이며 배터리에 리튬-세라믹(산화물 고체) 전해질을 사용하고 대량 생산에 도달한 최초의 회사 중 하나입니다.

대만에 본사를 두고 있는 이 회사는 2017년 타오위안에 위치한 G1 공장에서 전고체 리튬-세라믹 배터리를 양산하기 시작했습니다.

이 공장은 40MWh의 용량을 가지고 있으며 소비자 및 웨어러블 전자 제품에 주로 사용되는 배터리를 생산하며 전기 자동차 시장에는 서비스를 제공하지 않습니다.

그럼에도 불구하고 이 회사는 역시 타오위안에 위치한 G2 공장에서 전기 자동차 시장에 서비스를 제공할 수 있는 리튬-세라믹 전고체 배터리의 대량 생산을 시작할 것으로 예상됩니다.

G2 공장은 2020년 완공돼 올해 가동될 예정이며 생산능력은 1~2GWh 수준이다.

이 회사는 전기 자동차 제조업체, NIO 및 AIWAYS를 포함한 최고의 OEM과 전략적 협력 계약을 체결했습니다. 또한 dGav Capital, SBCVC, FAW Group 및 Bank of Group Investment로부터 총 1억 달러에 달하는 상당한 투자를 유치했습니다.

ProLogium은 미국, 중국, 독일, 대만, 프랑스, 영국, 한국 및 일본에서 70개 이상의 특허를 발급받았으며 2019년에 수상한 권위 있는 Edison Awards를 포함하여 기술 발전으로 수많은 국제 상을 받았습니다.

BiPolar+ 3D 구조 솔리드 스테이트 EV 배터리 팩은 자동차 재료 및 제조 부문에서 2019 Edison Awards 금상을 수상했습니다.

이 배터리는 오늘날 EV에 사용되는 기존 리튬 이온 배터리보다 전체 에너지 밀도가 29%~56% 더 높습니다. 팩 에너지 밀도는 176 -183 Wh/kg 및 405 Wh/L에 달할 수 있습니다.

ProLogium은 솔리드 스테이트 배터리 공간에서 큰 역할을 합니다. QuantumScape와 같은 종류의 인식을 얻지 못할 수도 있지만 그 기술은 농담이 아닙니다.

전고체 배터리용 리튬-세라믹 전해질의 사용을 개척했고, 이미 양산하고 있다는 점은 큰 장점이다.

6. Toyota

Toyota는 전고체 배터리 기술 개발의 주요 업체이며, 2012년부터 일본 자동차 제조업체는 전고체 배터리를 생산용 EV에 도입하기 위해 R&D에 수십억 달러를 투자했습니다.

기존 자동차 제조업체 중에서 이 회사는 1,000개 이상의 고체 배터리 특허를 보유한 선두 업체입니다.

2019년 1월 Toyota와 Panasonic은 고체 리튬 배터리를 개발하고 대량 생산하는 것을 목표로 하는 Prime Planet Energy & Solutions Inc.라는 합작 투자 회사를 설립한다고 발표했습니다.

Toyota는 도쿄에 본사를 두고 2020년 4월에 운영을 시작한 합작 투자 회사의 51%를 소유하고 있습니다.

CES 2022에서 Toyota는 고체 배터리를 탑재한 최초의 Toyota가 하이브리드(고체 배터리와 내연 기관의 조합으로 구동되는 차량)가 될 것이며 2025년에 출시될 것이라고 발표했습니다.

회사에 따르면 하이브리드 전략을 통해 궁극적으로 완전 전기 자동차에 기술을 배포하는 데 도움이 되는 귀중한 데이터를 수집할 수 있습니다.

Toyota는 신뢰할 수 있고 저렴한 자동차를 만드는 것으로 잘 알려져 있지만 첨단 자동차 기술을 주도하는 회사는 아닙니다. 최첨단 자동차 기술 혁신에 대한 그들의 접근 방식은 '모든 것에 참여'하는 것 같습니다.

그들은 고체 배터리의 밧줄을 걷고 있는 동시에 수소 자동차 개발에 수십억 달러를 투입하고 있습니다. 아마도 자동차의 미래는 고체 배터리와 연료 전지의 미래일 것입니다. Toyota는 단순히 베팅을 헤지하고 있습니다.

7. Ilika Plc.

Ilika plc는 MedTech, 산업용 IoT, 전기 자동차 및 가전 제품의 광범위한 응용 분야의 특정 요구 사항을 충족할 수 있는 획기적인 고체 배터리 기술의 선구자입니다.

이 회사는 Shell, Applied Materials, Toyota 및 Murata와 같은 대기업과 상업적 파트너십을 맺은 전고체 배터리 분야의 글로벌 리더입니다.

Ilika의 Stereax 전고체 배터리 제품군은 차세대 능동 이식형 의료 기기(AIMD) 또는 산업용 IoT 센서에 전력을 공급하기 위해 mm 단위로 소형화할 수 있는 맞춤형 전고체 배터리입니다.

이 회사는 2014년 사우샘프턴 대학교 화학 대학에서 분사되어 설립되었으며 전고체 배터리 분야의 주요 국제 기업으로 자리 잡았습니다.

8. Cymbet

Cymbet은 전자 시스템 설계자에게 새로운 임베디드 전력 기능을 제공하는 생체 적합성 박막 충전식 솔리드 스테이트 스마트 배터리(SSB)를 개발합니다.

미국 배터리 회사는 마이크로 전자 시스템용 고체 배터리 솔루션의 선두 주자입니다.

Cymbet의 EnerChip 배터리는 의료, 센서, RFID, 산업 제어, 통신 및 휴대용 전자 장치를 위한 IC 및 신제품의 에너지 저장 응용 분야에서 새로운 개념을 허용합니다.

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※ 참조

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