시장 시나리오 

세계 고체 전해질 시장은 2023년에 미화 1억 4,790만 달러로 평가되었으며, 2024~2032년 예측 기간 동안 CAGR 11.37%로 성장하여 2032년까지 미화 3억 8,980만 달러의 시장 가치에 도달할 것으로 예상됩니다.

고체전해질은 에너지 저장장치의 미래로 꼽히는 전고체전지(SSB) 개발에 중추적인 역할을 하기 때문에 수요가 늘고 있다. 전고체 배터리는 기존 리튬 이온 배터리에 비해 더 높은 에너지 밀도, 향상된 안전성, 긴 수명 등 상당한 이점을 제공합니다. 이러한 이점은 빠르게 확장되고 있는 분야인 전기 자동차(EV) 및 휴대용 전자 장치에 채택을 촉진하고 있습니다. 2023년에는 전세계 전고체 배터리 시제품 생산량이 20만개에 달해 이 기술에 대한 관심이 높아지고 있다. 특히 자동차 산업은 제조업체가 EV의 배터리 안전성과 성능을 향상시키기 위해 노력하고 있으며 50개 이상의 자동차 제조업체가 전고체 배터리 옵션을 모색하고 있기 때문에 이러한 수요의 주요 동인입니다. 또한, 지속 가능하고 재생 가능한 에너지원에 대한 추진은 일반적으로 친환경 소재로 만들어지기 때문에 고체 전해질에 대한 수요를 더욱 촉진하고 있으며, 새로운 프로젝트의 70%가 탄소 발자국 감소에 중점을 두고 있습니다.

최근 재료 과학의 발전으로 인해 전고체 배터리 상용화에 필수적인 비용 효율적이고 성능이 뛰어난 고체 전해질 소재가 개발되었습니다. 2023년, 연구자들은 실온에서 수소이온을 운반할 수 있는 고체 전해질을 개발했는데, 이는 수소 기반 전고체 배터리에 혁명을 일으킬 수 있는 획기적인 발전이었습니다. 고체 전해질 시장의 30개 이상의 대학 및 연구 기관은 이러한 재료 개발을 가속화하기 위해 기술 기업과의 새로운 파트너십을 발표했습니다. CATL(Contemporary Amperex Technology Co. Limited)과 같은 회사는 나트륨 이온 전지 생산을 시작할 계획을 세우며 이 분야에서 큰 진전을 보이고 있으며, 이는 3개의 새로운 파일럿 생산 라인을 구축한 것으로 입증됩니다. 이러한 발전에도 불구하고 특히 실험실에서 상업 수준으로 생산을 확장하는 데 어려움이 남아 있으며 프로토타입의 15%만이 상업적 실행 가능성에 도달합니다. 시장에서는 또한 25개의 주요 배터리 제조업체가 이전 연도에 비해 R&D 예산을 두 배로 늘리는 등 연구 개발에 상당한 투자를 하고 있습니다.

경쟁을 극복하기 위해 고체 전해질 시장의 제조업체는 독창적이고 기술적으로 진보된 제품을 개발하기 위해 광범위한 R&D에 집중하고 있습니다. 여기에는 경쟁 우위를 확보하기 위한 최첨단 장비 및 시설에 대한 투자가 포함되며, 2022년 이후 12개 주요 기업이 새로운 연구 허브를 설립했습니다. 고체 전해질 산업은 전 세계적으로 500개 이상의 신규 특허가 출원되는 등 특허 출원이 급증하고 있습니다. 지난 2년 동안의 치열한 혁신 경쟁을 반영합니다. Bosch 및 Ganfeng Lithium과 같은 주요 기업은 생산 시설을 건설하고 시장 위치를 ​​강화하는 데 적극적으로 참여하고 있으며 Bosch는 2025년까지 4개의 새로운 생산 현장을 개설할 계획입니다. 업계가 발전함에 따라 확장성과 비용을 개선하는 데 중점을 둘 가능성이 높습니다. 고체 전해질의 효율성을 높여 EV 및 재생 에너지 부문의 증가하는 수요를 충족시킵니다. 지속 가능성과 환경 의식에 대한 지속적인 강조는 업계 리더의 60%가 환경 친화적인 생산 방법을 우선시하면서 이 분야의 혁신과 채택을 계속해서 주도할 것입니다. 

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시장 역학 

동향: 고체 전해질 소재의 발전으로 배터리 성능과 안전성 향상

고체전해질 시장은 소재의 급속한 발전으로 배터리 성능과 안전성이 크게 향상되고 있습니다. 최근 몇 년 동안 리튬 가넷과 황화물 기반 전해질의 개발은 중요한 진전을 이루었습니다. 이러한 물질은 효율적인 에너지 저장 솔루션에 필수적인 높은 이온 전도성과 안정성을 나타냅니다. 전 세계 연구 기관들은 지난 해에만 새로운 고체 물질과 관련된 50개 이상의 새로운 특허를 보고했습니다. 또한 고체 전해질 혁신에 초점을 맞춘 200개 이상의 학술 논문이 출판되어 이 분야의 집중적인 연구 활동을 강조하고 있습니다. Toyota 및 QuantumScape와 같은 회사는 재료 발전을 통해 전고체 배터리의 성능과 안전성을 향상시키기 위한 R&D 노력에 총 20억 달러를 투자했습니다.

고체 전해질 시장에서 핵심 초점은 안전성을 손상시키는 리튬 이온 배터리 고체 전해질은 이온 수송을 위한 보다 안정적인 매질을 제공함으로써 유망한 솔루션을 제공합니다. 2023년에는 30개 이상의 실험실 실험에서 고급 고체 전해질 제제를 사용하여 수상돌기 억제를 성공적으로 입증했습니다. 우수한 전기화학적 안정성을 보이는 새로운 유형의 고체 전해질 10종이 출시되어 안전성이 더욱 향상되었습니다. 또한 5개 주요 자동차 제조업체는 이러한 새로운 전해질을 차세대 전기 자동차(EV) 배터리에 통합하기 위해 재료 개발자와 파트너십을 발표했습니다.

배터리 안전성과 성능 향상에 대한 추진은 규제 기관과 소비자 요구에 의해서도 주도됩니다. 보다 안전한 배터리 기술을 촉진하는 15개 이상의 정부 이니셔티브를 통해 고체 전해질에 대한 강조가 분명해졌습니다. 2030년까지 약 1억 대의 EV가 도로에 운행될 것으로 예상되며, 이에 따라 고급 배터리에 대한 필요성이 더욱 커지고 있습니다. 이러한 발전에 힘입어 세계 전고체 배터리 시장은 2027년까지 30억 달러에 이를 것으로 예상됩니다. 새로운 재료가 계속 등장함에 따라 에너지 저장 기술의 지형을 재정의할 것으로 기대됩니다.

동인: 전기 자동차의 주행 거리를 확장하기 위한 에너지 집약적 솔루션에 대한 필요성 증가

에너지 밀도가 높은 배터리 솔루션에 대한 수요는 전기 자동차(EV)의 범위 확장을 목표로 하는 고체 전해질 시장 혁신의 주요 동인입니다. 2024년 현재 전 세계 차량 중 EV는 1,500만 대를 차지하고 있으며, 2030년에는 2억 대를 넘어설 것으로 예상됩니다. 부분적으로 배터리 기술의 발전으로 인해 평균 EV 주행 거리는 지난 5년 동안 50km 증가했습니다. 그러나 소비자 설문 조사에 따르면 잠재적인 EV 구매자의 70%가 여전히 주행 거리 제한에 대해 우려하고 있어 추가적인 개선이 필요하다는 점을 강조합니다.

고체 전해질은 에너지 밀도를 높이는 데 중요한 역할을 하여 배터리가 단위 중량당 더 많은 에너지를 저장할 수 있게 해줍니다. 최근 획기적인 발전으로 에너지 밀도가 500Wh/kg을 초과하는 배터리가 탄생했습니다. 이는 기존 리튬 이온 배터리에서 관찰되는 기존의 250Wh/kg보다 크게 도약한 수치입니다. 지난 해 25개 이상의 새로운 전고체 배터리 프로토타입이 개발되었으며, 각 프로토타입은 더 긴 주행 ​​거리와 더 빠른 충전 시간을 약속합니다. 특히, 이들 프로토타입 중 12개는 EV의 실제 테스트를 성공적으로 완료하여 고체 전해질 시장에서 향상된 효율성과 성능을 입증했습니다.

에너지 밀도가 높은 솔루션에 대한 추진은 정책 이니셔티브와 환경 목표에 의해서도 추진됩니다. 20개 이상의 국가가 2040년까지 내연기관을 단계적으로 폐지할 계획을 발표하면서 제조업체가 고성능 EV를 출시해야 한다는 압력을 가중시키고 있습니다. 충전소를 포함한 EV 인프라에 대한 전 세계 투자가 200억 달러를 넘어섰으며, 이는 광범위한 채택에 대한 의지를 강조합니다. 결과적으로 자동차 회사들은 전고체 배터리 기술에 막대한 투자를 하고 있으며, 최고의 제조업체들은 이 분야의 연구 개발에 50억 달러 이상을 할당하고 있습니다. 에너지 밀도가 높은 솔루션을 추구하는 것은 더 긴 주행 ​​거리를 달성하고 지속 가능한 운송 미래로의 전환을 가속화하는 데 핵심입니다.

과제: 전고체 배터리의 대규모 채택을 방해하는 높은 생산 비용

전고체전지의 대규모 도입을 가로막는 가장 큰 과제 중 하나는 고체전해질 시장의 높은 생산비용이다. 2024년 현재 전고체 배터리 생산 비용은 기존 리튬 이온 배터리보다 kWh당 약 100달러 더 높습니다. 이러한 불일치는 광범위한 상용화에 심각한 장벽이 됩니다. 현재 배터리 시장의 약 5%만이 고체 기술로 구성되어 있으며 이는 제조업체가 직면한 비용 문제를 반영합니다. 그럼에도 불구하고 2030년까지 80억 달러 규모의 시장 잠재력이 예상된다는 점을 고려할 때 이러한 장애물을 극복하려는 강력한 동기가 있습니다.

전고체 배터리를 제조하려면 비용이 많이 드는 복잡한 공정과 재료가 필요합니다. 예를 들어 고체 전해질을 생산하려면 정밀한 조건과 고순도 재료가 필요하므로 비용이 증가합니다. 전 세계적으로 30개 이상의 제조 시설에서 생산 규모를 늘리려고 시도하고 있지만, 단 10개 시설만이 상당한 생산량 수준을 달성했습니다. 특수 장비와 클린룸 환경의 필요성으로 인해 생산 비용이 더욱 증가합니다. 이에 대응하여 기업들은 비용 효율적인 제조 기술을 개발하기 위한 연구에 연간 20억 달러 이상을 투자하고 있습니다.

고체 전해질 시장에서는 생산 비용을 절감하려는 노력이 진행 중이며, 몇 가지 유망한 접근 방식이 조사되고 있습니다. 자동차 회사와 배터리 제조업체 간의 협력 벤처를 통해 비용 절감을 목표로 하는 15개 이상의 파일럿 프로젝트가 탄생했습니다. 또한 자동화 및 재료 합성 기술의 발전으로 향후 5년 동안 비용이 20% 절감될 것으로 예상됩니다. 이러한 계획을 지원하기 위해 총 10억 달러에 달하는 정부 보조금 및 보조금이 할당되었습니다. 그러나 경쟁력 있는 가격을 달성하는 것은 지속적인 혁신과 투자가 필요한 어려운 과제로 남아 있습니다. 업계가 이러한 장애물을 극복하려고 노력함에 따라 전고체 배터리가 에너지 저장에 혁명을 일으킬 가능성이 곧 다가오고 있습니다.

부분 분석 

유형별 

고체 고분자 전해질은 63% 이상의 시장 점유율을 차지하며 가장 두드러진 유형의 고체 전해질 시장으로 부상했습니다. 지배력은 주로 현대 에너지 저장 솔루션의 진화하는 요구를 충족시키는 고유한 속성 조합에 의해 주도됩니다. 한 가지 중요한 장점은 실온에서 높은 이온 전도도를 가지며 이는 유연하고 착용 가능한 전자 장치에 적용하기에 적합합니다. 2023년에 고체 고분자 전해질의 전 세계 생산량은 4,500톤에 달했습니다. 전기 자동차 부문의 수요 증가로 인해 이러한 고분자는 안전성과 에너지 밀도를 높이기 위해 리튬 이온 배터리에 활용됩니다. 고체 고분자 전해질의 유연성 덕분에 소비자 전자 제품의 중요한 요구 사항인 혁신적인 폼 팩터를 갖춘 배터리를 개발할 수 있습니다. 또한, 누출 및 열폭주 위험을 줄이는 고체 폴리머의 고유한 안전성 덕분에 2023년에만 제조된 100만 대 이상의 전기 자동차에 채택되었습니다. 특히 고체고분자전해질 시장에서 고체고분자전해질 생산원가가 지난 5년간 15% 감소해 대량생산이 가능해졌다.

이와 대조적으로, 세라믹 전해질은 높은 이온 전도도와 열 안정성을 제공하지만 취성 및 복잡한 제조 공정으로 인해 종종 방해를 받습니다. 이로 인해 기계적 유연성과 기존 제조 라인에 대한 보다 쉬운 통합이 필요한 응용 분야에 고체 폴리머를 선호하는 소비자 인식이 생겼습니다. 2023년에는 배터리 제조사의 60%가 취급 용이성을 핵심 요소로 꼽으며 세라믹보다 고체 고분자 전해질을 선호하는 것으로 나타났다. 또한 재생 에너지 저장 시스템에 고체 폴리머 기반 배터리 설치가 지난 해 200메가와트 증가했습니다. 고체 폴리머의 경량 특성은 휴대용 전원 솔루션에 이상적이며, 이는 2023년에 출시된 300,000개 이상의 휴대용 전자 장치에 사용되는 것으로 반영됩니다. 고체 폴리머 기술이 계속해서 발전함에 따라 올해 12억 달러에 달하는 연구 투자로 고체 폴리머의 지배력이 높아졌습니다. 고체 전해질 시장은 보다 안전하고 효율적이며 다양한 에너지 저장 솔루션에 대한 소비자 수요에 힘입어 성장할 것으로 예상됩니다.

애플리케이션 별 

응용 분야를 기준으로 전기 자동차 배터리 부문은 58% 이상의 시장 수익을 창출하여 고체 전해질 시장을 지배하고 있습니다. 고체 전해질은 우수한 에너지 밀도와 안전성으로 인해 전기 자동차(EV)에서 박막 배터리보다 점점 더 선호되고 있습니다. 고체 전해질을 사용하는 전고체 배터리는 기존 리튬이온 배터리에 비해 에너지 밀도가 높아 장거리 주행이 필요한 전기차에 적합하다. 또한 고체 전해질은 액체 전해질과 관련된 누출 및 가연성 위험을 제거하여 EV 배터리의 안전성 프로필을 향상시킵니다. 이러한 장점에도 불구하고 전고체 배터리의 높은 가격은 역사적으로 널리 채택되는 데 장애가 되어 왔습니다. 그러나 2028년까지 전고체 배터리를 생산하기 위한 Toyota와 Idemitsu Kosan의 파트너십과 같은 최근의 발전은 이러한 비용 문제를 극복하는 방향으로의 전환을 나타냅니다. 2023년 현재 전 세계 50개 이상의 기업이 전고체 배터리 기술을 적극적으로 연구 및 개발하고 있어 업계의 강력한 주목을 받고 있습니다.

2023년에는 정부 규제와 기술 발전으로 인해 고체전해질 시장에서 전기차가 전체 차량 판매의 상당 부분을 차지할 것으로 예상된다. 중국에서만 2023년에 700만 대 이상의 EV가 판매되었으며, 더욱 성장할 것으로 예상됩니다. 이러한 성장은 특히 중국과 인도와 같은 국가가 고체 전해질 수요를 주도하는 아시아 태평양 지역에서 두드러집니다. 인도 정부는 2030년까지 전체 차량의 30%를 전기 자동차로 보급하겠다는 계획을 발표해 수요를 더욱 촉진하고 있습니다. Factorial Energy와 같은 회사는 새로운 제조 시설을 개설하고 수천 개의 전고체 배터리 셀을 Mercedes-Benz와 같은 자동차 파트너에게 배송함으로써 이러한 수요에 대응하고 있습니다. Factorial Energy는 지난 2년 동안 생산 시설에 2억 달러 이상을 투자했습니다. EV로의 전환은 희소 금속 사용을 줄이고 재활용 노력을 강화해야 하는 필요성에 의해 뒷받침되며, 전고체 배터리 기술에 대한 수요가 더욱 높아집니다.

이러한 기술 발전으로 2023년 기준 전고체전지 평균 원가는 3년 전 대비 30% 감소했다. 자동차 산업이 계속해서 배터리 기술을 우선시함에 따라 전고체 배터리는 운송 수단의 전기화에서 중심 역할을 할 준비가 되어 있으며 잠재적으로 자동차를 넘어 기차, 비행기, 트럭으로 확장될 것입니다. 연구원들은 수명이 10,000회 충전 주기를 초과하여 수명이 크게 향상되는 고체 배터리를 시연했습니다. 

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지역분석 

북미는 견고한 기술 인프라와 연구 개발에 대한 상당한 투자를 통해 37%의 매출 점유율을 차지하는 고체 전해질 시장의 선도적인 생산자이자 소비자입니다. 2023년에 미국은 배터리 혁신에 초점을 맞춘 50개 이상의 활성 R&D 시설을 보유하여 고체 전해질 기술 발전에 크게 기여했습니다. 이 지역의 고체 전해질 시장은 주요 자동차 제조업체의 존재로 강화되고 있으며, Tesla는 최첨단 배터리 기술의 혜택을 받는 전기 자동차를 연간 100만 대 이상 생산하고 있습니다. Tesla 외에도 Ford 및 General Motors와 같은 회사는 EV 배터리 연구에 수십억 달러를 투자하고 있습니다. 북미에는 에너지 저장에 관한 연구를 수행하는 100개 이상의 학술 기관이 있어 업계에서의 입지를 더욱 공고히 하고 있습니다. 고체 전해질에 대한 수요는 성장하는 가전제품 시장에 의해 주도되며, 이 지역에서는 연간 2억 대 이상의 스마트폰이 판매되므로 고성능 배터리가 필요합니다. 300개 이상의 태양광 및 풍력 발전소를 포함하는 재생 에너지 부문 역시 효율적인 에너지 저장 솔루션에 의존합니다. 또한 북미에서는 청정 에너지를 장려하는 20개 이상의 정부 지원 이니셔티브를 수립하여 전고체 배터리 채택을 장려하고 있습니다. 휴대용 의료기기 등 의료기기 용도가 확대되고 있으며, 연간 50만대 이상 판매되며 고체전해질의 활용성이 입증되고 있습니다. 시장은 배터리 기술의 발전과 연구 활동의 증가로 인해 2025년까지 30개가 넘는 새로운 생산 시설이 설립되는 등 계속 성장할 것으로 예상됩니다.

유럽은 지속 가능성에 대한 강한 강조와 엄격한 환경 규제 덕분에 고체 전해질 시장에 대한 수요를 촉진할 수 있는 좋은 위치에 있습니다. 2023년 독일은 연간 수십만 개의 전고체 배터리를 생산할 수 있는 15개의 새로운 배터리 제조 시설을 설립하여 대륙을 주도했습니다. 이에 이어 프랑스도 배터리 기술에 20억 유로 이상의 투자를 발표했습니다. 재생 가능 에너지를 지원하는 유럽 연합의 정책으로 인해 1,000개 이상의 새로운 풍력 터빈이 설치되었으며, 그 중 다수는 고체 전해질 기반 저장 솔루션을 활용하고 있습니다. 유럽의 자동차 부문에서는 고체 전해질을 포함한 첨단 배터리 기술이 필요한 전기 자동차가 300만 대 생산되었습니다. 또한 이 지역에는 기업, 대학, 연구 기관이 참여하는 배터리 혁신에 초점을 맞춘 50개 이상의 협력 프로젝트가 있습니다. 

가전제품 부문에서 유럽 고체 전해질 시장은 매년 1억 대 이상의 노트북 및 태블릿 판매를 차지하며 효율적인 에너지 저장 솔루션에 대한 수요를 주도하고 있습니다. 50개 이상의 회원 조직으로 구성된 유럽 배터리 동맹(European Battery Alliance)은 배터리 시장에서 지역의 경쟁력을 강화하는 것을 목표로 합니다. 유럽이 산업 응용에 중점을 두면서 에너지 시스템에 고체 전해질을 통합하는 제조 공장이 200개 이상 확장되었습니다. 전략적 이니셔티브를 통해 배터리 부문에서 10,000개 이상의 새로운 일자리가 창출되었으며, 이는 기술 발전에 대한 지역의 의지를 강조하는 것입니다.

아시아 태평양 지역은 주요 배터리 제조업체의 존재와 급속한 산업화에 힘입어 전 세계 고체 전해질 시장에서 상당한 점유율을 차지하고 있습니다. 2023년 중국은 연간 200GWh 이상의 배터리를 생산했으며, 상당 부분이 고체전해질을 활용해 시장 지배력을 강화했다. CATL, BYD 등 이 지역의 주요 제조업체는 향후 몇 년 동안 생산 능력을 100GWh 더 늘릴 계획을 발표했습니다. 일본은 30개 이상의 활발한 연구 기관을 보유하고 있으며 전고체 배터리 기술 개발에 앞장서며 지역 발전에 크게 기여하고 있습니다. 한국의 대표적인 전자 기업인 삼성과 LG는 연간 7천만 개 이상의 배터리를 생산했으며, 그중 다수는 고체 전해질을 사용했습니다. 아시아 태평양 지역은 배터리 부품 생산에 참여하는 500개 이상의 공급업체로 구성된 잘 확립된 공급망의 이점을 누리고 있습니다. 이 지역의 재생 에너지 부문은 첨단 에너지 저장 솔루션을 활용하는 1,500개 이상의 태양광 발전 프로젝트를 통해 빠르게 확장되고 있습니다. 기술 발전으로 인해 이 지역에서는 고체전해질 관련 특허가 1,000개 이상 출원되며 혁신 역량을 입증하고 있습니다. 

또한 아시아 태평양 지역은 글로벌 기업과의 전략적 파트너십을 통해 배터리 생산 및 혁신에 초점을 맞춘 20개 이상의 합작 투자를 통해 지역 고체 전해질 시장에 진출했습니다. 이 지역의 자동차 산업은 연간 1,500만 대 이상의 전기 자동차를 생산하므로 고체 전해질을 포함한 효율적인 배터리 기술이 필요합니다. 2025년까지 50개 이상의 신규 공장을 계획하는 등 배터리 제조 시설에 대한 투자 증가에 힘입어 시장은 빠르게 성장할 것으로 예상됩니다.

글로벌 고체 전해질 시장의 최고 기업

• 암페크라(주)
• 브라이트볼트
• 재료 강화
• 네이코퍼레이션
• 솔리드파워(주)
• 삼성SDI
• ST마이크로일렉트로닉스
• TDK 글로벌
• 양자 공간
• 다른 저명한 플레이어

시장 세분화 개요:

유형별

• 세라믹
  • 산화물
  • 질화물
  • 리튬
  • 수소
  • 양극
  • 황
  • 기타
• 고체 폴리머

애플리케이션 별

• 박막 배터리
  • 재생에너지 저장장치
  • 스마트 카드
  • 무선 주파수 식별(RFID)태그
  • 휴대용 전자제품
  • 제세동기
  • 심장박동기
  • 무선 센서
• 전기 자동차 배터리

지역별

• 북아메리카
  • 미국
  • 캐나다
  • 멕시코
• 유럽
  • 서유럽
    • 영국
    • 독일
    • 프랑스
    • 스페인
    • 이탈리아
    • 서유럽의 나머지 지역
  • 동유럽
    • 폴란드
    • 러시아 제국
    • 나머지 동유럽
• 아시아 태평양
  • 중국
  • 인도
  • 일본
  • 호주 및 뉴질랜드
  • 아세안
  • 아시아 태평양 지역
• 중동 및 아프리카(MEA)
  • UAE
  • 사우디아라비아
  • 남아프리카
  • MEA의 나머지 부분
• 남아메리카
  • 아르헨티나
  • 브라질
  • 남아메리카의 나머지 지역