리튬-황 배터리(LSB) 관련 회사 : LYTEN

리튬-황 배터리(LSB) 글로벌 선두, LYTEN

가장 앞선 기술력 보유

미국이 의외로 리튬-황 배터리 분야에서 연구를 많이 했습니다.
오늘은 미국기업인 LYTEN에 대해 알아보겠습니다.

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LYTEN은 어떤 회사인가?

2015년에 설립된 Lyten은 LYTEN은 재료 응용 분야의 회사로
자동차, 에너지, 배터리, 반도체, 제조 및 국방 분야에서 비즈니스 중인 회사입니다. 
현재 캘리포니아 산호세에서 3D 그래핀 소재와 관련 응용 제품을 제조하고 있습니다.
이 그래핀 소재를 통해 메탄에서 탄소를 영구적으로 분리하는 방식으로 탈탄소 영역에 기여하고 있습니다.
현재 자동차, 항공우주, 방위산업 및 기타 시장에서 사용될 리튬-황 배터리(LSB)를 개발 및 상용화하고 있으며,
플라스틱 사용량을 최대 절반까지 줄일 수 있는 차세대 고분자 복합재 연구도 진행 중이고
자동차, 산업, 건강 분야에 활용되는 센서도 연구 중입니다.

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기술력

대표적 기술인 3D 그래핀을 활용해서 황을 담지하는 방식을 사용 중입니다.
계층적 다공성 구조의 3D graphene (3DG) 황을 이용해서 LiPS 반응 억제하는 기술입니다.
현재는 스텔란티스와 협업 중이라고 알려져 있죠.

LYTEN 홈페이지, stellantis와의 협업 내용

특허

문헌번호	출원연도	상태	발명 명칭
US 11670826	'22	등록	Length-wise welded electrodes incorporated in cylindrical cell format lithium-sulfur batteries
US 11398622	'20	등록	Protective layer including tin fluoride disposed on a lithium anode in a lithium-sulfur battery
US 11404692	'20	등록	Lithium-sulfur battery cathode formed from multiple carbonaceous regions
US 18/104559	'23	심사중	CYLINDRICAL LITHIUM-SULFUR BATTERY
US 17/672960	'22	심사중	STICIZER-INCLUSIVE POLYMERIC-INORGANIC HYBRID LAYER FOR A LITHIUM ANODE IN A LITHIUMSULFUR BATTERY
US 17/699027	'22	심사중	CARBON STRUCTURE INCLUDING AN ELECTRICALLY CONDUCTIVE MATERIAL
US 17/236320	'21	심사중	TERNARY SOLVENT PACKAGE AND 4,4'-THIOBISBENZENETHIOL (TBT) FOR LITHIUM-SULFUR BATTERIES
US 17/209038	'21	심사중	CARBON COMPOSITE ANODE WITH EX-SITU ELECTRODEPOSITED LITHIUM

US 17/236320 특허 세부 분석

특허명칭 : TERNARY SOLVENT PACKAGE AND 4,4'-THIOBISBENZENETHIOL (TBT) FOR LITHIUM-SULFUR BATTERIES
발명자 : Jerzy Gazda, Qianwen Huang 
출원번호 : 17/236320
공개번호 : 2021-0242505 A1
패밀리특허 : CN110546814B | CN112105922A | CN114127628A | CN114725656B | CN114788039A | CN115836216A | CN117063314A | EP3735582A1 | EP4049326A1 | EP4107518A1 | EP4315458A1 | IL294954A |
향상 효과 : 폴리설파이트(LiPS) 셔틀 현상 완화를 통한 배터리 성능 향상

LYTEN 리튬-황 배터리 관련 특허( 2021-0242505 A1)

자세한 사항은,

• 코어-쉘 구조를 갖는 다공성 양극(multi-domain/region) 사용
  - 미세다공성 채널, 메조포러스채널, 거대 다공성 채널이 서로 연결된 다공성 네트워크 효과
• 삼원계 용매 기반 전해질(thiol, thiazole 포함) 사용
  - 용해성과 극성 조절을 통해 황 원자를 micro-confine 효과
• 삼원(ternary) 용매 조합은 1,2-디메톡시에탄 (DME)와 1,3-디옥솔란 (DOL), 테트라에틸렌 글리콜 디 메틸 에테르 (TEGDME) 그리고, 하나 이상의 첨가제는 예를 들어 질산리튬 LiNO3, 4,4'-티오비스벤젠티올 (TBT), 2-머캅토벤조 티아졸 (MBT), 그리고 대략 0.01mol의 용해된 LiFSI를 포함될 수 있다고 합니다.

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양산 계획

'23년 6월에 첫 번째 리튬-황 파일럿 생산 라인 가동했습니다.
반자동 라인은 원통형 셀과 파우치 셀을 모두 생산하고 있으며
캘리포니아주 새너제이에 3D graphene 제조 시설 옆에 위치하고 있습니다.
파일럿 라인은 '23년 4분기에 자동차 OEM 테스트용 셀을 납품하고
'24년에는 비 EV 애플리케이션 용 상용 등급 셀 납품을 시작할 예정이라고 합니다.

LYTEN 생산공정

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리튬-황 배터리(LSB) 원료 공급과 생산

기사에 따르면,
Lyten의 리튬-황 배터리의 황을 100% 현지에서 자재를 공급할 계획이라 밝혔고,
천연가스, 황, 리튬 함유 매장지가 있는 지역에서 배터리 재료의 소싱과 배터리 제조 프로세스를 연결시켰다고 합니다.
더욱이, 98% 이상의 수율을 달성할 것으로 예상하고 있으며 산호세 파일럿 생산 시설에서 '24년부터 항공우주 및 비 EV 고객을 위한 상업용 리튬-황 배터리를 공급을 시작할 예정입니다.

PRESS RELEASE: Lyten Achieves Manufacturing Milestone; Now Producing Lithium-Sulfur Batteries At Greater Than 90% Yield

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다음 시간에는..

지금까지 리튬-황 배터리의 장단점과 양극, 음극, 전해질, 고체전해질 사용가능성,
LSB를 연구하고 있는 업체들 까지 자세하게 알아보았습니다.
그럼 이다음에 드는 궁금증은 과연 이게 사용될 시장 규모가 어느 정도 일까?
전기차 시장보다 클 것인가? 등이 궁금해집니다.
다음시간엔 UAM 시장성과 관련 정책,
그리고 배터리 업체가 아닌 다른 분야의 기업들이 UAM 시장에 어떻게 준비하고 있는지 알아보도록 하겠습니다.
LSB의 장단점 및 소재별 이슈는 아래의 글을 참고해 주세요~

리튬-황 배터리(LSB) : 장단점 feat. 난 비행기(UAM)에 들어갈 수 있어

리튬-황 배터리(LSB) : 양극 이슈 feat. 난 비행기(UAM)에 들어갈 수 있어

리튬-황 배터리(LSB) : 양극 이슈 feat. 난 비행기(UAM)에 들어갈 수 있어

리튬-황 배터리(LSB) : 음극 이슈 feat. 난 비행기(UAM)에 들어갈 수 있어

리튬-황 배터리(LSB) : 전해질 이슈 feat. 난 비행기(UAM)에 들어갈 수 있어

리튬-황 배터리(LSB) : 고체전해질 적용 feat. 난 비행기(UAM)에 들어갈 수 있어

 
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