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중소기업 기술로드맵 조회결과

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하이브리드 금속공기전지
* 발행 년도 : 2016년
1. 기술로드맵

하이브리드 금속공기전지 기술로드맵

2. 개요
가. 정의 및 범위

- 정의 : 하이브리드 금속공기전지는 기존의 이차전지를 대체할 수 있는 새로운 에너지 저장 장치로 음극에 리튬, 아연, 알루미늄, 마그네슘, 철, 칼슘, 나트륨 등의 활성금속을 사용하고, 양극에는 탄소 담체 존재 하에 활물질로 공기 중의 산소를 이용하는 친환경적인 전지

- 범위 : 하이브리드 금속공기전지는 전지의 구성요소에 따라 양극, 음극, 전해질, 분리막으로 분류할 수 있으며, 공급망 관점에서 음극의 종류에 따라 리튬공기전지, 아연공기전지, 기타 하이브리드 금속공기전지로 분류할 수 있음

3. 시장현황 및 전망분석
가. 시장현황 및 전망
  • 2018년 세계 이차전지 시장 규모는 연평균 148.8% 증가한 188,597백만 달러로 추정, 제품군별 최대 규모 시장 분야는 123,382백만 달러의 모바일 IT용 이차전지 시장으로 예측
    • 가장 비중이 큰 모바일 IT용 이차전지의 성장률(16.1%)과 비교시 전력저장용 이차전지의 경우 89.5%으로 급격한 상승세
[ 이차전지 분야의 세계 시장규모 및 전망 ] (단위 : 백만달러)
제품 시장현황 및 전망
구분주요품목‘16‘17‘18‘19‘20CAGR('13~'15)
세계시장 모바일 IT용 이차전지 89,681 106,272 123,382 143,246 166,309 16.1
자동차용 이차전지 24,372 34,901 49,804 71,070 101,417 42.7
전력저장용이차전지 6,946 13,162 24,942 47,265 89,567 89.5
이차전지 시장 규모 114,069 141,190 188,597 230,465 281,628 22.2
[ 이차전지 분야의 국내 시장규모 및 전망 ] (단위 : 백만달러)
제품 시장현황 및 전망
구분주요품목‘16‘17‘18‘19‘20CAGR('13~'15)
국내시장 모바일 IT용 이차전지 576,517 725,948 914,110 1,129,840 1,396,482 23.6
자동차용 이차전지 14,014 16,443 19,293 27,125 38,139 40.6
전력 저장용 이차전지 - -        
이차전지 시장 규모 590,547 742,408 933,404 1,158,354 1,437,518 24.1
4. 기술분석
가. 기술동향 분석

(1) 세계동향

  • 하이브리드 금속공기전지 기술의 지난 7년(‘10~’16) 간 출원동향2)을 살펴보면 연도별로 출원 경향이 대체적으로 증가하며 하이브리드 금속공기전지 관련 기술개발 활발
    • 각 국가별로 살펴보면 일본, 미국, 한국의 출원경향은 지속적으로 증가하는 경향을 보이며, 유럽은 2012년까지 증가하다 감소하는 경향을 보이고 있음
  • 국가별 출원비중을 살펴보면 일본이 32.4%로 최대 출원국으로 하이브리드 금속공기전지 기술을 리드하고 있는 것으로 나타났으며, 미국이 30.3%, 한국이 29.7%로 비슷한 수준의 출원비중을 보이고 있음
하이브리드 금속공기전지 세계동향

(2) 국내동향

  • 국내 출원인 동향을 살펴보면 대기업은 삼성전자의 출원건수가 가장 높게 나타났으며, 중소기업에서는 레오코터스의 출원건수가 높게 나타남
  • 기업 이외의 주요출원인을 살펴보면 한국에너지기술원, 한국과학기술연구원, 한국전기연구원 등 연구소/공공기관의 출원이 다수 나타났으며, 대학은 한양대학교, 울산과학기술원, 한국과학기술원, 인하대학교 등의 출원이 높은 것으로 분석됨
5. 핵심요소기술 선정
  • 확정된 요소기술을 대상으로 산․학․연 전문가로 구성된 핵심기술 선정위원회를 통하여 중소기업에 적합한 핵심기술 선정
  • 핵심기술 선정은 기술개발시급성(10), 기술개발파급성(10), 단기개발가능성(10), 중소기업 적합성 (10)을 고려하여 평가

[ 하이브리드 금속공기전지 분야 핵심기술 ]

핵심요소기술 선정
분류핵심기술개요
음극 음극/분리막 요소 일체화 음극/분리막 요소 일체화 음극 부품화를 위한 밀봉기술 일체형 음극 대면적 제조기술
공기극 리튬-공기 전지용 고활성 공기극 소재 개발 Binder 및 Catalyst-free 공기극 담체 소재 비탄소계 공기극 담체 소재
리튬-공기 전지용 고활성 공기극 표면처리 공기극 구조 및 표면 제어(처리) 기술 3-D 공기극 구조 설계 및 소재 개발
전해질 이온성 액체함유 복합고분자 전해질 소재개발 고분자 매트릭스 설계 및 합성 유무기 고체 전해질 복합화 이온성 액체 기반 복합 고분자 전해질
고분자 전해질 유무기 하이브리드 소재합성 유무기 복합 filler 개발 전해질 첨가제 설계/합성
분리막 균일 다공성 분리막에 의한 리튬음극 안정화 전기화학적 성능 개선을 위한 분리막 개발