국회도서관 국가전략정보포털

표제지 1

목차 4

1장 차세대배터리에 대한 관심 배경 6

제1절 리튬이온전지 상용화의 의의' 7

제2절 리튬이온전지의 주요 이슈 7

제3절 이슈 해결방안 및 한계 9

제4절 차세대배터리를 통한 한계 극복 10

2장 차세대배터리의 종류 및 특징 13

제1절 전고체전지(All Solid State Battery) 13

제2절 나트륨이온전지(Sodium-ion Battery) 16

제3절 리튬황전지(Lithium-sulfur Battery) 19

3장 각국 정부와 기업의 차세대배터리 상용화 노력 22

제1절 한국의 사례 22

제2절 중국의 사례 24

제3절 일본의 사례 25

제4절 미국과 유럽 사례 27

4장 차세대배터리 상용화에 따른 영향 29

제1절 소재의 혁신 29

제2절 원료의 변화 31

제3절 제조공정의 변화 33

5장 인공지능과 차세대배터리의 만남 35

제1절 인공지능으로 차세대배터리 개발 가속화 35

제2절 배터리 안전진단과 수명예측에도 활용 37

제3절 인공지능 기반의 토탈 솔루션 도입 38

6장 차세대배터리 시대를 위한 준비 40

제1절 공급망 재편 대비 40

제2절 소재 규모의 경제 구축 44

제3절 인공지능의 활용 확대 46

참고문헌 49

전문가 약력 52

판권기 53

[표 2-1] 전고체전지의 장점 및 관심 배경 13

[표 2-2] 음극재별 에너지용량 비교 14

[표 2-3] 모노폴라와 바이폴라의 구조 비교 16

[표 2-4] 리튬이온과 나트륨이온 비교 16

[표 2-5] 주요 배터리별 에너지밀도 비교 17

[표 2-6] 주요 배터리별 소재 비교 18

[표 3-1] 주요 기업의 전고체전지 상용화 목표 시기 23

[표 4-1] 고체전해질 종류별 특징 29

[표 4-2] 고체전해질 종류별 특징 30

[표 4-3] 황화물계 고체전해질의 종류 및 특징 31

[표 4-4] 황화물계 고체전해질 투입 원료(Li6PS5Cl) 32

[표 4-5] 나트륨이온전지의 양극소재 종류 및 원료 비교 32

[그림 1-1] 2차 캐즘에 빠진 전기차 6

[그림 1-2] 이차전지 종류별 에너지밀도 7

[그림 1-3] 이차전지 원료 조합에 따른 트레이드오프(trade-off) 8

[그림 1-4] 현 리튬이온전지의 개선 니즈 및 이슈 10

[그림 1-5] 차세대배터리의 종류 및 특징 11

[그림 1-6] 전고체전지의 구성 11

[그림 1-7] 주요 배터리별 성능 비교 12

[그림 2-1] 바이폴라 배터리셀의 구조 14

[그림 2-2] 리튬이온과 나트륨이온 삽입/탈리 반응 비교 17

[그림 2-3] 리튬 가격 변화 추이(2013~20123) 18

[그림 2-4] 나트륨이온전지의 특징 및 장단점 19

[그림 2-5] 리튬황전지 구성 소재 특징 20

[그림 2-6] 리튬황전지 셔틀 메커니즘 20

[그림 3-1] 글로벌 전기차 주행거리 추이 및 중국 상황(2014~2018) 24

[그림 3-2] 2019년 노벨화학상 수상자 3인 26

[그림 3-3] 도요타 차세대배터리 개발 계획 26

[그림 3-4] 전고체전지 주요 기업 27

[그림 3-5] 나트륨이온전지 주요 기업 28

[그림 4-1] 이차전지에 사용되는 음극소재의 종류 및 특징 33

[그림 4-2] 리튬이온전지와 전고체전지 공정 비교 34

[그림 4-3] 리튬이온배터리와 리튬황배터리 공정 비교 34

[그림 5-1] 에이아이오닉스의 GPT-4 사용 화학물질 설계 발표 36

[그림 5-2] 인공지능 기반 배터리 관리 개념도 38

[그림 5-3] SES의 All-in on AI 39

[그림 6-1] 원통형 배터리 셀과 음극재 40

[그림 6-2] 공급망의 종류 및 특징 41

[그림 6-3] 이차전지 원료 실험 장면 42

[그림 6-4] 음극소재 이론적 에너지 용량 43

[그림 6-5] 흑연 vs 실리콘 음극소재의 특징 43

[그림 6-6] 황화물계 고체전해질 가격 전망 45

[그림 6-7] 중국 내 배터리 셀 종류별 가격 추이 45

[그림 6-8] Nature에 게재된 머신러닝의 소재 개발 적용 가능성(2018년) 46