전고체배터리(ASSB) : 전고체배터리의 글로벌 시장 전망

꿈의 배터리, 언제쯤 사용가능하고 시장은 얼마나 커질까?

전고체배터리 시대 진짜 올까?

안녕하세요! WAB입니다.
오늘은 전고체배터리의 시장에 관해서 살펴보겠습니다.

전고체배터리 (All-Solid-State Battery; ASSB)의 시장성은 얼마정도 될까요?
과연 이 차세대배터리에 기대를 걸어도 될까요? 관련 기업에 투자해도 될까요?
또한 기존 리튬이온배터리 (LIB)는 과거의 산물로 남을까요?

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'23년의 전고체배터리는?

현재 전고체전지의 글로벌 생산 능력은 거의 대부분이 고분자 전고체전지를 기반으로
2 GWh미만으로 생산되는 것으로 보입니다.

전고체배터리의 미래는?

양산

현재 업계에서 통용되고 있는 양산시점은 '27~'28년 정도로 보고 있습니다.
이는 여러 OEM들과 주 배터리 업계에서 어느 정도 동의하는 수준이다라고 보고 있습니다.

전고체배터리 캐파와 침투율

어느 한 리서치 기관은 전고체전지 시장의 총용량은 '30년에 15–40 GWh 정도로 예측되며,
이는 '30년 전체 LIB 시장 (16 TWh으로 예측) 비해 최대 0.25% 수준으로 예측하고 있고,
'35년쯤에는 1% 이상으로 증가할 수 있다고 보고 있습니다.

이들의 주장의 근거는 다음과 같은데,
LIB가 가까운 미래에 여전히 시장을 지배할 것이며
전고체전지가 세계 시장에서 주요 기술이 되기까지는 어느 정도 시간이 걸릴 것으로 보고 있습니다.

아래의 표는 여러 기관들에서 전고체배터리에 대한 예측인데,
시장 규모로 보면 '21년 전고체전지 세계시장은 $290M로 전망하는데,
앞으로 전고체배터리가 현재 EV, ESS 등의 분야 말고도
소형화된 전자 장치와 로봇에도 탑재될 수 있을 것이라 보고 있습니다.

아래 표를 보시면 시장예측기관별로 15억 불에서 131.5억 불까지 예측범위가 넓다는 것을 볼 수 있습니다.
다만 모든 기관들의 전고체배터리 침투율을 10% 아래로 보고 있습니다.

	SNE Research	Straits Research	P&S Intelligence	Allied Market Research	Precedence Research	Faraday Institution
Market size ('30)		$13.15 B	$3.91 B	$3.4 B	$1.645 B	$1.5B ('25)
Forecast period	'22 ~ '30	'22 ~ '30	'21 ~ '30	'20 ~ '30	'21 ~ '30	20 ~ '30
CAGR	168%	36.40%	33.50%	18%	38%	-
Battery CAPA	149 GWh	138.5 GWh	41.21 GWh	35.78 GWh	17.32 GWh	60 GWh
Penetration	~ 10%	~ 3.77%	~ 1.12%	~ 0.97%	~ 0.47%	~ 2%

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그중 SNE 리서치의 주장은?

그중 한국 배터리 업계에서 유명한 리서치 회사인 SNE 리서치의 의견은 다음과 같습니다.

SNE가 전고체배터리의 전망을 가장 좋게 보고 있는데,
전고체전지 시장은 ‘25년 이후 EV에 탑재되기 시작하면서 확대될 것이라는 의견이고,
LIB 공장 가동률 및 시장수요를 고려하여 생산량과 침투율을 전망했는데,
'35년에 침투율은 6.8 ~ 10 % 수준으로 보고 있습니다.

좀 더 자세히 살펴보면,
'25년 전체 EV의 약 2% (30 GWh), '30년엔 전체 EV의 약 4% (160 GWh) 정도로 전망하고
'27년부터 양산을 시작하면 '35년경부터 전체 EV의 10%를 넘어서 약 13% 를 점유할 것으로 전망하고 있습니다.
용량규모로는 1,413 GWh에 달할 것으로 전망하고 있네요.

전고체전지 전망 ('24 SNE 리서치 NGBS)

전고체배터리가 사용될 분야는?

전고체전지 시장에서 산업 application을 보면,
1단계에서는 반도체 공정을 활용한 소형 IT 타깃 상용화를 시작으로
2단계에서는 스타트업과 유력 전고체 기업이 양산에 들어가고,
3단계에서는 기존 LIB 기업의 양산을 계기로 시장이 점차 확대될 것이라 보고 있습니다.

여기서 잠깐! 그럼 리튬이온배터리는 완전히 사라지나?
이 걱정을 하는 이유는 전고체배터리에서는 분리막과 액체전해질을 사용하지 않기 때문인데요,
위의 그래프에서 보시다시피 전고체배터리 침투율을 보통 10% 이하로 보고 있기 때문에
이런 일은 ASSB의 가격이 LIB보다 저렴해진다면 일어나겠지만... 글쎄요..
결국 모든 건 가격이죠. 향후 분리막은 살아남을 것이라 봅니다.

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전고체배터리의 어떤 타입이 유망한가?

지금 업계에서는 앞으로의 전고체배터리 시장은 황화물계가 시장을 주도할 것이라고 다들 이야기하고 있습니다.
(여기엔 기술적인 이슈가 있는데, 추후에 설명드리겠습니다)

하지만 현재 중국업체를 중심으로 기존의 생산라인을 그대로 활용할 수 있고,
상대적으로 기술적 허들이 낮은 반고체 배터리(Semi, Pseudo, hybrid)에 집중하고 있는데,
이에 따라 '20년대 중기까지 하이브리드, 폴리머계가 우세적일 거란 전망도 있습니다.

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중국의 반고체 배터리에 대해서는 아래 글들을 참고해 주세요~
1. CATL & NIO

반고체전지(Semi-solid 배터리) 관련 중국 업체 - 1 (CATL, NIO)

2. BTR

반고체전지(Semi-solid 배터리) 관련 중국 업체 - 2 (BTR)

3. Welion, Gangfeng, Gotion

반고체전지(Semi-solid 배터리) 관련 중국 업체 - 3 (Welion, Gangfeng, Gotion)

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하지만, 결국 반고체전지는 진짜 전(All)고체전지로 가는 중간 과정에 불과할 뿐이기에,
황화물계 고체전해질의 우수한 전지 특성을 기반으로
제조 코스트가 줄어들고 제조생산기술, 즉 양산기술이 성숙해지면
'30년 이후 황화물계, 산화물계, 하이브리드계 중 황화물계가 약 40%를 차지할 것으로 보고 있습니다.

고체전해질 타입별 전고체전지 전망 ('24 SNE 리서치 NGBS)

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저자의 생각은? 전고체배터리 침투율 20% 수준 예상

여러 기관들의 예측치를 보면 과연 그럴까.. 라는 생각이 듭니다.
왜냐하면 저는 이 수치 보다 더 높게 보고 있기 때문인데, 그 이유는 다음과 같습니다.

1. 이러한 예측치는 과거 Li2S의 cost가 엄청 높았고, 기술적 허들이 컸을 때 나온 것으로 보이기 때문입니다.
   현재 Li2S의 가격은 엄청나게 줄어들었고 양산 기술의 허들도 조금씩 극복하고 있습니다.
2. 향후 UAM, 선박, 우주선, 로봇 등에 배터리가 추가 활용될 것으로 생각하기 때문인데,
   UAM, 선박, 우주선 모두, 무게/부피 당 에너지밀도가 높은 배터리가 필요하고,
   공중이나 우주에서 화재가 나면 피할 곳도 없기 때문에,
   이러한 분야에서는 LIB보다 안전한 배터리를 사용할 것으로 판단하고 있습니다.

그래서 전 못 해도 20% 수준은 되지 않을까라는 생각을 하고 있습니다.

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다음 시간에는..

전고체배터리에도 고체전해질에 따라 구별이 되는데,
다음 시간에는 고체전해질 종류별로 설명드리도록 하겠습니다.

전고체배터리(ASSB) : 고체전해질 종류

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