◎ 도서소개

에너지저장산업은 소재ㆍ부품ㆍ장비에서부터 전기전자, 자동차, 신재생에너지 저장 등 전ㆍ후방 연관 효과가 큰 산업입니다. 전기화학을 기반으로 소재, 전자, 물리 등 다양한 기술의 융합되는 에너지저장은 기술 개발의 발전 속도는 더디게 진행되지만, 혁신을 통한 차세대 에너지 저장장치는 산업의 변화를 주도하고 있습니다.
또한, 스마트폰에서 시작된 휴대용 에너지 저장장치 사용량의 폭발적 증가는 이제 전기자동차로 이어져 이차전지에 대한 관심은 지속적으로 증가 중입니다. 이에 따라 이차전지 수요는 지속적으로 증가하고 있으며 단순 사용량의 증대뿐만 아니라 이차전지의 성능에 대한 요구치 또한 급증하고 있습니다.
자동차와 에너지저장시스템(ESS)과 같은 중대형 장치에 리튬이온전지가 사용되면서 전지 수명에 대한 중요성이 점차 커지고 있습니다. 따라서 전지 수명을 향상시키기 위한 기술 개발이 핵심소재와 셀 제조 기술 개발과 함께 병행되어야 하겠습니다.
이차전지 시장 예측자료에 의하면, 기존의 소형 리튬이차전지의 역할이 줄어들고 전기자동차 등 중대형 전지에 의해 시장규모가 좌우되며, 중대형 중심으로 시장구조가 전환되면서 성능이 우수한 리튬전지 중심으로 재편될 것으로 예상되고 있습니다.
이차전지 기술은 전기화학, 재료공학, 화학공학, 화학, 물리 등 다학제간의 공동연구가 필요한 분야이며, 또한 기초연구부터 상용화연구까지 전주기적으로 이뤄져야 하는 분야여서 최종 수요처를 고려해 산학연이 함께 융합연구를 수행하기 위해 국가 차원의 종합적 기술개발 체제 구축이 필요하겠습니다.
이에 본원에서는 각 연구기관과 국내ㆍ외 민간연구소의 자료?데이터 및 정부의 정책 자료를 분석 정리하여 「고효율 에너지저장산업과 차세대 이차전지 기술개발 동향」을 발간하게 되었습니다. 본서 1편에서는 주요 에너지저장 시스템 등을 분석 정리하였으며, 2편에서는 전기차 배터리 관련 이차전지 기술개발 등을 수록함으로써 이와 관련된 업체 분들에게 다소나마 유용한 자료로 활용되기를 바라는 바입니다.

◎ 목차

제1편 에너지저장산업

제Ⅰ장 에너지저장 산업 현황과 시장 전망
1. 에너지저장시스템(ESS) 개요
1) 에너지저장시스템의 개념 및 구성요소
(1) 에너지저장시스템의 개념
(2) 에너지저장시스템의 구성요소와 분류
가. 구성요소
나. 분류
(3) 배터리 ESS 기술 개요
가. 나트륨황전지 (NaS Battery)
나. 레독스 흐름전지 (Redox Flow Battery, RFB)
다. 리튬이온전지 (Lithium Ion Battery, LIB)
2) 에너지저장시스템의 종류 및 특징
(1) 에너지저장기술
(2) 전기저장기술
가. 양수발전 (PHS, Pumped Hydro Storage)
나. 압축공기에너지저장 (CAES, Compressed Air Energy Storagel)
다. 플라이휠 (Flywheel)
라. 리튬이온 전지 (LIB, Lithium Ion Battery))
마. 나트륨황 전지 (NaS)
바. 레독스 흐름전지 (RFB, Redox Flow Battery)
사. 슈퍼커패시터 (Super Capacity)
(3) 열에너지저장기술
가. 저열 에너지 저장시스템
나. 중열 에너지저장시스템
3) 전기화학 저장장치
(1) 이차전지
가. 납산 전지 (LA, Lead Acid)
나. 니켈 카드뮴, 니켈 메탈 하이브라이드 전지 (NiCd, NiMH)
다. 리튬 이온 전지 (Li-ion)
라. 메탈 에어 전지 (Me-air)
마. 소듐 설퍼 전지 (NaS)
바. 소듐 니켈 클로라이드 전지 (NaNiCl)
(2) 플로우 전지
가. 레독스 플로우 전지 (RFB)
나. 하이브리드 플로우 전지 (HFB)
4) 전기저장장치
(1) 이중층 커패시터 (DLC)
(2) 초전도 자기 에너지 저장 (SMES)
2. 에너지저장시스템 산업현황과 정책분석
1) 에너지저장시스템 산업현황
(1) 산업현황 및 전망
가. 산업구조
나. 시장규모 및 전망
(2) 가격 및 시스템 단가
(3) 에너지저장시스템 기술별 전지산업 분석
가. 리튬이온전지 (Lithium-ion Batteries, LIB)
나. 레독스 흐름전지 (Redox Flow Batteries, RFB)
다. 나트륨황전지 (Sodium-Sulfuide Batteries, NaS)
라. 슈퍼 커패시터
마. 플라이휠 에너지저장시스템
(4) 전력변환 및 배터리·에너지관리시스템 분석
가. 전력변환시스템 (Power Converter System, PCS)
나. 배터리관리시스템 (Battery Management System, BMS)
다. 에너지관리시스템 (Energy Management System, EMS)
라. 시스템통합 (System Integrator Company, SI)
2) 주요국의 에너지저장시스템 도입현황 및 관련 정책
(1) 세계 에너지저장시스템의 도입현황
(2) 주요국 에너지저장시스템의 도입배경 및 관련 정책
가. 미국
나. 독일
다. 영국
라. 일본
마. 한국
3) 국내외 에너지저장시스템 실증 및 보급 정책 분석
(1) 해외 정책
가. 미국
나. 일본
다. 유럽
(2) 국내 정책
4) 2030년까지 EES 시장 예측
(1) 전체 애플리케이션에 대한 EES 시장 가능성
가. Sandia 국립연구소(USA)의 EES 시장 예측
나. 보스턴 컨설팅 그룹(BCG)에 의한 EES 시장 예측
다. Panasonic 그룹의 리튬-이온 배터리에 대한 EES 시장 예측
(2) 신재생 에너지의 보급 확대를 위한 EES 시장 가능성 예측
가. Fraunhofer의 독일 EES 시장 가능성 예측
나. 가스 그리드 내 상당량의 에너지 저장
다. Siemens의 유럽 EES 시장 예측
라. IEA에서 예측한 EES 시장 가능성
(3) 차량에서 그리드로의 전달 개념
(4) 향후 EES 시장 가능성 

 
제Ⅱ장 주요 에너지저장 전략제품 현황
1. 이차전지 분리막
1) 개요
(1) 정의 및 필요성
(2) 범위
가. 제품분류 관점
나. 공급망 관점
2) 산업환경 분석
(1) 산업특징 및 구조
가. 산업 특징
나. 산업 구조
(2) 경쟁 환경
(3) 전후방산업 환경
3) 시장환경 분석
(1) 세계시장
(2) 국내시장
2. 이차전지 양극재
1) 개요
(1) 정의 및 필요성
(2) 범위
가. 제품분류 관점
나. 공급망 관점
2) 산업환경 분석
(1) 산업특징 및 구조
가. 산업 특징
나. 산업 구조
(2) 경쟁 환경
(3) 전후방산업 환경
3) 시장환경 분석
(1) 세계시장
(2) 국내시장
3. 이차전지 전해질
1) 개요
(1) 정의 및 필요성
(2) 범위
가. 제품분류 관점
나. 공급망 관점
2) 산업환경 분석
(1) 산업특징 및 구조
가. 산업 특징
나. 산업 구조
(2) 경쟁 환경
(3) 전후방산업 환경
3) 시장환경 분석
(1) 세계시장
(2) 국내시장 

제Ⅲ장 기타 에너지저장소자 산업 동향
1. 고용량 커패시터 환경 분석과 기술 동향
1) 개요
(1) 정의 및 필요성
(2) 범위
가. 제품분류 관점
나. 공급망 관점
2) 산업환경 분석
(1) 산업특징 및 구조
가. 산업 특징
나. 산업 구조
(2) 경쟁 환경
(3) 전후방산업 환경
3) 시장환경 분석
(1) 세계시장
(2) 국내시장
4) 초고용량 커패시터 에너지밀도 향상기술
(1) 기술의 개요
가. 기술의 정의
나. 기술의 범위
다. 주요 기술
라. 관련 산업
(2) 국내외 연구 및 기술 동향
가. 해외
나. 국내
(3) 중장기 기술개발 방향
5) 슈퍼커패시터 기술 동향 및 시장 전망
(1) 기술의 유래
(2) 원리 및 구조
가. 탄소 전극
나. 전해질
다. 분리막
(3) 슈퍼커패시터의 분류
가. 전기 이중층 커패시터 (Electric Double Layer Capacitors, EDLCs)
나. 유사 커패시터 (Pseudo capacitors)
다. 하이브리드 커패시터 (Hybrid Capacitors)
(4) 적용기술 분야
가. 용도별 적용 분야
나. 크기별 적용 분야
(5) 배터리의 특성 비교와 기술의 위치
가 배터리의 특성 비교
나. 기술의 수요요인
(6) 기술의 유망성과 시장 전망
가. 유망성
나. 시장 전망
2. 레독스 플로우 배터리 환경 분석과 기술 동향
1) 개요
(1) 정의 및 필요성
(2) 범위
가. 제품분류 관점
나. 공급망 관점
2) 산업환경 분석
(1) 산업특징 및 구조
가. 산업 특징
나. 산업 구조
(2) 경쟁 환경
(3) 전후방산업 환경
3) 시장환경 분석
(1) 세계시장
(2) 국내시장
4) 기술현황 분석
(1) 기술 개요
가. RFB 정의 및 개발현황
나. RFB 구조
다. VRFB의 특징 및 장점
(2) 전기화학적 분석법
가. 순환전압전류법 (Cyclic Voltammetry)
나. 전기화학적 임피던스 분광법 (electrochemical impedance spectroscopy; EIS)
다. 전기화학적 반응면적 측정법 (Electrochemical Active Surface area; EAS)
라. 단위 전지 특성 분석 (Unit cell analysis)
(3) 물리화학적 분석법
가. 분리막을 통한 투과도 분석법
나. BET식 [Brunauer-Emmett-Teller equation] 비표면적 분석
다. BJH 방법을 이용한 기공크기 분석
라. XRD(X-ray diffraction) 분석
마. TEM( transmission electron microscopy) 분석
바. 자외선-가시광선 분광분석 (UV-visible spectroscopic analysis)
3. 에너지 세라믹 환경 분석과 시장 전망
1) 개요
(1) 정의 및 필요성
(2) 범위 및 분류
가. 에너지 저장 소재
나. 에너지 변환 소재
2) 산업환경 분석
(1) 산업 특징 및 구조
가. 산업 특징
나. 산업 구조
(2) 경쟁 환경
가. 에너지 저장 소재
나. 에너지 변환 소재
(3) 전후방산업 환경
3) 시장환경 분석
(1) 세계시장
가. 에너지 저장 소재
나. 에너지 변환 소재
(2) 국내시장
가. 에너지 저장 소재
나. 에너지 변환 소재
4) 기술환경 분석
(1) 기술개발 트렌드
가. 에너지 저장 소재
나. 에너지 변환 소재
(2) 주요업체별 기술개발 동향
가. 해외업체 동향
나. 국내업체동향
5) 에너지 세라믹 시장 및 기술동향
(1) 이차전지 세라믹 소재
가. 시장현황 및 전망
나. 기술동향
(2) 고체산화물연료전지(SOFC) 소재
가. 시장현황 및 전망
나. 기술동향
(3) 열전변환 소재
가. 시장현황 및 전망
나. 기술동향
(4) 에너지 효율소재
가. 시장현황 및 전망
나. 기술동향
(5) 고전압용 양극활물질 응용분야 및 전망
가. 응용분야
나. 기술적 파급 효과
다. 경제적 파급 효과
라. 산업적 기대 효과
4. 기타 에너지 저장소자
1) 그래핀 에너지 저장소자 응용소재
(1) 그래핀 슈퍼커패시터 (Graphene Supercapacitor)
(2) 그래핀 리튬이차전지(Graphene Lithium Ion Battery)
(3) 그래핀 연료전지 (Graphene Fuel Cell)
2) 하이브리드 금속공기전지
(1) 정의 및 필요성
(2) 범위
가. 제품분류 관점
나. 공급망 관점
(3) 특허출원 동향

제2편 이차전지산업 

제Ⅰ장 이차전지 기술개발 동향과 응용분야
1. 전지 분류와 종류 및 주요 특성
1) 전지의 개요
(1) 전지의 분류
(2) 차세대 전지 개발
가. 차세대 전지의 개발 필요성 증대
나. 차세대 전지의 개발 동향
2) 전지의 종류 및 특성
(1) 주요 일차 전지의 종류 및 특성
가. 망간 전지
나. 알칼리(망간) 전지
다. 산화은 전지
라. 수은전지
마. 공기아연전지
바. 리튬 이차 전지
(2) 주요 이차 전지의 종류 및 특성
가. 니카드 전지
나. 니켈 수소 전지
다. 리튬 이차 전지
라. 납축전지
(3) 차세대 전지의 종류 및 특성
가. 연료전지
나. 태양전지
2. 이차전지 개요와 환경 분석
1) 이차전지의 개요
(1) 기술의 정의 및 범위
가. 정의 및 범위
나. 기술 정의
다. 특성
(2) 이차전지의 종류 및 기본 구조
가. 이차전지의 종류
나. 이차전지의 구조
(3) 이차전지의 진화
가. 납축전지
나. 니켈계전지
다. 리튬이온전지
2) 산업환경 분석
(1) 산업특징 및 구조
가. 산업 특징
나. 산업 구조
(2) 경쟁 환경
(3) 전후방산업 환경
3) 시장환경 분석
(1) 국내외 시장 전망
가. 세계시장
나. 국내시장
(2) 분야별 시장 전망
가. 세계시장
나. 국내시장
3. 이차전지 핵심기술과 응용분야
1) 이차전지 핵심기술
(1) 소재/부품 기술
가.양극활물질
나.음극활물질
다.전해질
라.분리막
(2) 극판 설계/제조 기술
(3) 조립 기술
(4) 전지 화성 및 평가 기술
2) 이차전지 응용분야별 기술개발 동향 및 전망
(1) 모바일 IT용 이차전지
가. 초소형 전자기기용 이차전지
나. 마이크로 이차전지
다. 휴대 전자기기용 이차전지
라. 디지털 융합기기용 이차전지
(2) 산업용 및 로봇용 이차전지
가. 전동공구용 이차전지
나. 산업수송기계용 이차전지
다. 지능형로봇용 이차전지
(3) 친환경 자동차용 이차전지
가. LEV(Light Electric Vehicle)용 이차전지
나. 친환경(전기) 자동차용 이차전지
(4) 대형 전력저장용 이차전지
3) 이차전지 경쟁력 강화방안
(1) 중대형 전지 경쟁력 강화
가. R&D로드맵 및 산?학?연 역할체제 구축
나. 미래선도 차세대 이차전지 개발 (Battery 2020" project)
다. 이차전지 제조기업의 경쟁여건 개선
(2) 이차전지 핵심 소재산업 육성
가. 소재기업 육성을 위한 특별 프로그램
나. 원자재 확보 관련 애로해소
다. 소재기업의 성장기반 구축
(3) 선순환적 산업 생태계 구축
가. 이차전지 인재양성
나. 이차전지 산업인프라 구축
4. 주요 이차전지 기술개발 동향
1) 리튬이온이차전지 성능 고도화
(1) 기술의 정의 및 범위
가. 기술의 정의
나. 기술의 범위
다. 주요 기술
(2) 국내외 연구 및 기술 동향
가. 해외
나. 국내
(3) 중장기 기술개발 방향
2) 차세대 이차전지 에너지밀도 향상
(1) 기술의 정의 및 범위
가. 기술의 정의
나. 기술의 범위
다. 주요 기술
(2) 국내외 연구 및 기술 동향
가. 해외
나. 국내
(3) 중장기 기술개발 방향
3) ESS 저가화?장수명화?고효율화
(1) 기술의 정의 및 범위
가. 기술의 정의
나. 기술의 범위
다. 주요 기술
(2) 국내외 연구 및 기술 동향
가. 해외
나. 국내
(3) 중장기 기술개발 방향
4) 차세대 대용량 이차전지
(1) 기술의 정의 및 범위
가. 기술의 정의
나. 기술의 범위
다. 주요 기술
(2) 국내외 연구 및 기술 동향
가. 해외
나. 국내
(3) 중장기 기술개발 방향
5) 3차원 구조 박막 이차전지용 전극 소재
(1) 기술의 개요
(2) 기술 동향
가. 박막전지의 구조 및 원리
나. 박막전지용 양극소재
다. 박막전지용 음극소재
라. 3차원 구조의 박막전지
5. 리튬이차전지 개요 및 기술동향
1) 리튬이차전지 개요
2) 리튬이차전지 기술동향
(1) 주요 기술동향
(2) 리튬이온이차전지 기술동향
가. 양극활물질 제조기술 동향
나. 음극활물질 제조 기술 동향
다. 분리막 제조 기술 동향
라. 전해질 제조 기술 동향
마. 셀 제조 기술 동향
(3) 리튬이차전지 가격로드맵
3) 리튬를로우전지 기술동향
(1) 리튬플로우전지의 개념
(2) 리튬플로우전지의 연구 동향
가. Lithium ferricyanide flow battery
나. Fe3+/Fe2+ flowable cathode materials
다. Lithium Iodine Flow Battery
라. Lithium/Polysulfide semi-liquid battery
4) 분야별 리튬이차전지 시장 및 산업 동향
(1) 분야별 리튬이차전 시장 동향
가. IT기기
나. 전기차
다. 에너지저장 (Energy Storage System)
(2) 주요 기업 및 산업 동향
가. 분야별 시장점유율 현황
나. 국내 리튬이차전지 산업동향
(3) 리튬이차전지 산업 전망 

 제Ⅱ장 전기자동차 배터리산업과 기술 현황
1.전기자동차 산업 및 정책 현황
1) 전기자동차의 개념
(1) 전기자동차의 개요와 특성
가. 그린카의 개요
나. 전기자동차산업의 특성
다. 자동차산업의 생태계 변화
(2) 전기자동차의 정의 및 특징
가. 하이브리드 자동차
나. 플러그인 하이브리드 자동차
다. 순수 전기자동차
(3) 전기자동차의 중요성
가. 환경적 측면
나. 기술적 측면
다. 시장적 측면
(4) 전기자동차(EV) 장단점 및 내연기관자동차(ICEV)와의 차이점
가. 장점
나. 단점
다. 전기자동차(EV)와 내연기관자동차(ICEV) 차이점
2) ESS 시장에서의 전기차 배터리 현황
(1) 전기자동차 트렌드
가. 시동 걸린 전기차 시장
나. 전기차를 초월하는 배터리 성장
다. 급증하는 배터리 설비투자
(2) 전기차의 ESS 성장 견인 효과
가. 급락하는 배터리 가격
나. 리튬이온배터리 ESS의 성장
다. 낮아지는 산업 경계
3) 전기자동차 정책 현황
(1) 주요국의 전기자동차 보급 계획 및 정책 현황
가. 개요
나. 미국
다. 일본
라. EU
마. 중국
바. 한국
(2) 전기자동차 각국 지원 정책 현황
2. 전기자동차 배터리 시장 동향과 기술개발
1) 시장 동향과 전망
(1) 국내외 시장 동향과 전망
가. 세계시장
나. 국내시장
(2) 전기동력차 및 충전인프라 시장 전망
가. 전기차
나. 충전인프라
2) 전기자동차 및 배터리 기술개발 동향
(1) 전기자동차 수급동향 기술개발
가. 수급동향
나. 기술개발 동향
(2) 전기자동차용 배터리 연구개발
가. 전기자동차용 배터리 연구개발
나. 배터리 기술경쟁력 분석
(3) 전기차 폐배터리 활용(4R) 비즈니스
가. 개요
나. 국내 현황
다. 해외 현황
라. 전기차 폐배터리 활용 비즈니스 활성화 방안
3) 전기자동차용 이차전지 개발동향
(1) 전기자동차용 리튬이차전지 기술
가. HEV/PHEV용 이차전지의 성능
나. BEV용 이차전지의 성능
(2) 전기자동차용 리튬이차전지 핵심 소재 기술
3. 전기차 배터리 및 폐리튬전지 재활용
1) 전기차 배터리의 재사용 (Re-use)
(1) 배터리 재사용 논의 배경
(2) 재생 방법 및 예상 경제성
(3) 해외 사례 및 국내 현황
가. 해외 사례
나. 국내 현황
2) 폐 리튬이차전지 재활용 기술개발 현황
(1) 연구개발의 필요성
(2) 국내외 기술개발 현황
가. 해외 기술개발 동향
나. 국내 기술개발 동향
(3) 자동차용 리튬이차전지 해체 후 부산물
가. 플라스틱 부산물
나. 금속 부산물
(4) 리튬회수 및 고순도 리튬 제조기술
가. 탄산리튬 제조기술 이론적 배경
나. 리튬 및 불순물 거동 조사
다. 고순도 리튬 회수를 위한 불순물 정제기술 개발
라. 저농도 공정여액 중의 리튬 농축기술의 개발
마. 농축, 정제여액으로부터 고순도 탄산리튬 제조기술의 개발
바. 회수된 탄산리튬의 고부가 리튬소재 제조기술 개발
4. xEV용 에너지저장 및 전력변화장치 분석
1) xEV용 에너지저장
(1) 개요
가. 정의 및 필요성
나. 범위 (제품분류 관점)
(2) 산업환경 분석
가. 산업특징 및 구조
나. 경쟁 환경
다. 전후방산업 환경
(3) 시장환경 분석
가. 세계시장
나. 국내시장
(4) 주요업체별 기술개발 동향
가. 해외업체 동향
나. 국내업체 동향
2) xEV용 전력변환장치
(1) 개요
가. 정의 및 필요성
나. 범위
(2) 산업환경 분석
가. 산업특징 및 구조
나. 경쟁 환경
다. 전후방산업 환경
(3) 시장환경 분석
가. 세계시장
나. 국내시장
(4) 주요업체별 기술개발 동향
가. 해외업체 동향
나. 국내업체 동향