고체 배터리: 기술 경계

‌1. 핵심 기술 발전‌

• ‌에너지 밀도‌: 선도적인 프로토타입(예: 토요타의 720 Wh/kg)은 ‌액체 Li-ion보다 2~3배 더 높습니다.‌로, ‌1,200km+ 주행 거리‌를 계획하고 있습니다.
  
• ‌급속 충전‌: 10분 만에 완전 충전(Li-ion의 경우 30분 이상) ‌황화물 전해질‌을 통해 가능합니다(이온 전도도: 10⁻² S/cm).
  
• ‌안전성‌: 고체 전해질은 가연성 위험을 제거합니다(액체 누출/덴드라이트 없음).
  

‌2. 주요 재료 경쟁‌

• ‌황화물 경로‌ (토요타/LG): 높은 전도성을 가지지만 공기에 민감합니다; ‌2025년 비용 절감 돌파구‌가 예상됩니다.
  
• ‌산화물 경로‌ (QuantumScape): 안정적이지만 깨지기 쉽습니다; ‌건식 전극‌ 기술은 제조 비용을 낮춥니다.
  
• ‌폴리머 경로‌ (Bolloré): 웨어러블에 유연하지만 ‌저온 성능‌은 여전히 과제로 남아 있습니다.
  

‌3. 상용화 로드맵‌

• ‌2025~2026‌: 반고체 배터리(예: NIO의 150kWh 팩)가 대량 생산에 들어가며, ‌kWh당 200달러‌ (Li-ion보다 30% 프리미엄).
  
• ‌2027~2030‌: 전고체 배터리는 ‌kWh당 150달러‌를 목표로 합니다(테슬라의 Maxwell 건식 공정이 핵심).
  
• ‌2035‌: 예상 ‌EV 시장 점유율 25%‌ (BloombergNEF).
  

‌4. 산업 파괴‌

• ‌자동차 제조업체‌: 토요타, 메르세데스, BYD는 ‌2026년까지 고체 배터리 EV‌를 계획하고 있습니다.
  
• ‌공급망‌: ‌리튬 금속 양극‌ (3860 mAh/g) 및 ‌고체 전해질 필름‌ (<20μm)은 흑연/분리막을 대체합니다.
  
• ‌새로운 시장‌: eVTOL(예: 2025년 첫 비행) 및 ‌데이터 센터 UPS‌ 시스템에 집중합니다.

  
  

• 5. 글로벌 경쟁‌

  • ‌중국‌: ‌반고체‌ (Weilai) 및 ‌황화물 특허‌ (칭화대)에서 선두를 달리고 있습니다.
    
  • ‌일본‌: 토요타의 ‌비용 절감 기술‌ (50% 더 가볍고 저렴)은 2026년 출시를 목표로 합니다.
    
  • ‌미국/유럽‌: 스타트업(QuantumScape)은 ‌고전압 산화물‌ 시스템에 집중합니다.
• ‌핵심 요약‌: 고체 배터리는 ‌연구실에서 대량 생산으로 전환‌ 중이며, ‌2025~2026년은 EV 및 그 이상을 위한 변곡점‌입니다.
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