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제1장 전기차 기술 개요와 배터리 산업

1. 전기차 기술 개요

  1-1. 전세계 화두 ‘친환경’

    1-1-1. 기술과 과학의 진화에 따른 기후변화

      (1) 지속가능한 개발(sustainable development)

      (2) 환경을 생각하는 세대와 친환경 트렌드

      (3) 순환경제(Circular Economy)의 부상

    1-1-2. 자동차 시장의 패러다임 친환경차

  1-2. 친환경 전기차

    1-2-1. 지속가능한 운송수단 전기차

    1-2-2. 친환경 전기차 기술 개요

      (1) 전기차의 개념

      (2) 각 전기차의 기술 발전

         가. 하이브리드 전기차(HEV) 

         나. 플러그린 하이브리드 전기차(PHEV) 기술

         다. 연료전지 자동차(FCEV) 기술

         라. 순수 전기차(BEV) 기술

    1-2-3. 차세대 EV 기술을 위한 시사점

  1-3. 전기차 작동 방식 및 특징

    1-3-1. 전기자동차의 주요 구성 요소

      (1) 회생제동 시스템(Regenerative Braking System)의 작동원리 및 효율성

         가. 회생제동(Regenerative Braking)의 작동 원리

         나. 회생제동의 주요 이점

      (2) 배터리 충전 장치

    1-3-2. 전기차의 특징 및 활용성

      (1) 전기차 특징

      (2) 전기차의 활용성

  1-4. 전기차 중심의 자동차 생태계 변화

    1-4-1. 글로벌 자동차산업의 패러다임 전환

    1-4-2. 전기차의 성장 속도

    1-4-3. 유연하고 혁신적인 전기차의 새로운 가능성

      (1) 다양한 구조와 공간 레이아웃

      (2) 자율주행 전기차

         가. 21세기 자동차산업의 키워드 ‘친환경’과 ‘지능’

         나. 전기차와 자율주행차의 연결

         다. 전기차의 미래, 자율주행 전기차의 등장과 변화

2. 에너지 대전환 시대 배터리 산업

  2-1. 4차 산업시대와 배터리

    2-1-1. 친환경 에너지 솔루션 배터리

    2-1-2. 사물배터리(BoT) 시대

    2-1-3. 전기차의 주요 에너지 저장 장치 ‘배터리’

  2-2. 2차전지 기술 동향

    2-2-1. 2차전지 개요

      (1) 2차전지의 개념

      (2) 2차전지의 유형

      (3) 리튬이온(Li-ion) 전지

      (4) 리튬이온 배터리 특징

    2-2-2. 이차전치 구성 요소 및 작동 원리

      (1) 이차전치 배터리 구성요소

      (2) 리튬이온 배터리 작동원리

  2-3. 배터리 산업

    2-3-1. 삼원계(NCM) 배터리

    2-3-2. 리튬인산철(LFP) 배터리

  2-4. 전기차 시대 도래

    2-4-1. 전기차와 배터리의 상관 관계

    2-4-2. 전기차 배터리 순환경제의 필요성

      (1) 전기차 보급 확대

         가. 수요를 촉진하는 주요 요인

         나. 전기차 보급 확대에 따른 배터리 수요 증가

      (2) 핵심 광물 공급망 문제

         가. 리튬 공급과 수요의 불균형

         나. 니켈 및 코발트 공급과 수요의 불균형

         다. 핵심 광물의 채굴과 가공의 중요성

  2-5. 폐배터리 자원순환 

    2-5-1. 배터리 기술의 발전과 폐배터리 산업

    2-5-2. 폐배터리와 관리의 중요성

      (1) 폐배터리

      (2) 폐배터리 관리의 중요성

      (3) 2차 자원으로써의 폐배터리

    2-5-3. 폐배터리 순환사이클

      (1) 폐배터리 자원순환 체계

      (2) 폐배터리 순환사이클

    2-5-4. 폐배터리 재활용(Recycle)과 재사용(Reuse)

      (1) 배터리의 재사용(Re-Use)

      (2) 배터리 재활용(Recycle)

         가. 배터리 재활용 기술 개요

         나. 소중한 자원 회수을 위한 재활용(Recycle)

         다. 배터리 재활용 공정

  2-6. 폐배터리 시장 전망 및 글로벌 배터리 순환경제 동향

    2-6-1. 새로운 블루오션으로 떠오르고 있는 폐배터리 시장 전망

      (1) 전기차 시장 전망 및 전기차용 배터리 수요

      (2) 폐배터리 산업 시장 전망

      (3) 폐배터리 산업 성장 요인

    2-6-2. 글로벌 배터리 순환경제 동향

      (1) 미국 

         가. 폐배터리 재활용 육성 정책

         나. 폐배터리 재활용 산업 현황

      (2) EU

         가. 폐배터리 재활용 육성 정책

         나. 폐배터리 재활용 산업 현황

      (3) 중국

         가. 폐배터리 재활용 육성 정책

         나. 폐배터리 재활용 산업 현황

      (4) 우리나라

         가. 폐배터리 재활용 육성 정책

         나. 폐배터리 재활용 산업 현황

    2-6-3. 폐배터리 재활용의 어려움

      (1) 폐배터리 재활용 시스템 구축의 필요성

      (2) 폐배터리 재활용을 위한 진입장벽

제2장 LFP 배터리 산업 동향 

1. LFP 배터리 기술 개요

  1-1. LFP 배터리 급부상

    1-1-1. LFP 배터리 재조명

    1-1-2. LFP 배터리가 주목받는 이유

  1-2. LFP 배터리 개념 및 특징

    1-2-1. LFP 배터리 개념

    1-2-2. 리튬인산철 배터리 작동원리 및 구조

      (1) 리튬인산철 배터리 작동원리

      (2) 리튬인산철 배터리 구조

    1-2-3. LFP 배터리 특징

      (1) LFP 장점

      (2) LFP 단점

  1-3. LFP와 NCM 배터리의 차이점 및 LFP 배터리 기술 진화

    1-3-1. LFP와 NCM 배터리의 차이점

    1-3-2. LFP 배터리 기술 진화

      (1) LFP 배터리 기술의 한계 

      (2) LFP 배터리의 기술적 진화

2. LFP 배터리 산업 동향 및 시장 전망

  2-1. 국내외 LFP 배터리 산업 동향

    2-1-1. 해외 LFP 배터리 산업 동향

      (1) CATL

      (2) BYD

    2-1-2. 국내 LFP 배터리 산업 동향

      (1) LG에너지솔루션 

      (2) SK온

      (3) 삼성SDI 

  2-2. LFP 배터리 시장 전망

    2-2-1. 전기차와 LFP 배터리 시장 전망

      (1) 향후 전기차와 배터리 시장 전망

      (2) LFP 배터리 시장 규모

      (3) LFP 배터리 시장 전망

      (4) 향후 배터리 시장 방향

    2-2-2. 시사점

참고문헌

그림 목차

[그림 1] 기술, 경제 및 사회의 진화에 따른 구조적 모순

[그림 2] 지속가능성 및 기후 공개에 대한 새로운 규정 및 표준

[그림 3] 지속가능한 개발 목표(SDGs)

[그림 4] TBL(Triple Bottom Line) 이론

[그림 5] ‘나비(butterfly)’ 모델이라 불리는 순환경제 모델

[그림 6] 선형경제 vs 순환경제

[그림 7] 자동차 의존의 악순환

[그림 8] 친환경 자동차 분류

[그림 9] 환경의 미래

[그림 10] 전기차와 지속가능한 도시 간의 관계

[그림 11] 전기차 내부구조

[그림 12] 전기차의 분류

[그림 13] HEV 추진시스템

[그림 14] 플러그인 하이브리드 전기자동차(PHEV) 전원 시스템

[그림 15] HEV, PHEV, BEV의 차이점

[그림 16] 배터리 전기차(BEV) 플랫폼 구조

[그림 17] EVs 분류

[그림 18] 전기차 작동방식

[그림 19] 회생 제동(Regenerative Braking)

[그림 20] EV 회생제동 작동 방식

[그림 21] 전기차 충전을 위한 시스템

[그림 22] 전기차 시스템

[그림 23] 전기차 공급망의 도전과제

[그림 24] 맞춤형 자동차 솔루션 개발 유형

[그림 25] 전기차의 다양한 과제와 기회

[그림 26] 전기차 구성

[그림 27] 새로운 디자인 트렌드

[그림 28] 미래 자동차의 트렌드

[그림 29] 자율주행 전기차의 반도체 장치

[그림 30] 지속가능한 개발

[그림 31] 배터리 원료 가공 단계

[그림 32] 사물배터리 개념도

[그림 33] EV 충전 생태계

[그림 34] 1차전지와 2차전지의 차이점

[그림 35] 리튬이온 배터리 종류 

[그림 36] 리튬이온 배터리 발전 전망

[그림 37] 리튬이온 배터리 

[그림 38] 2차 배터리의 역사 

[그림 39] 리튬이온전지의 종류

[그림 40] 리튬이온 배터리의 작동 원리

[그림 41] 리튬이온 배터리 구조

[그림 42] 분리막의 다양한 활용 분야 

[그림 43] 차세대 배터리 기술

[그림 44] 배터리 기술의 진화

[그림 45] 리튬이온 배터리 개발 방향

[그림 46] 배터리 재활용

[그림 47] 배터리 순환경제

[그림 48] 2023년 전기차 판매 점유율(단위: %)

[그림 49] EV 충전 생태계

[그림 50] EV 배터리 공급망

[그림 51] 배터리 리사이클링 개념도

[그림 52] 리튬이온 배터리 제조 공정 개략도

[그림 53] 배터리 원료 가공 단계

[그림 54] 광물자원 개발 주기

[그림 55] 폐배터리 자원순환 체계

[그림 56] 이차전지의 지속가능성

[그림 57] 배터리 시스템과 폐기물 관리

[그림 58] 배터리 재활용 단계

[그림 59] 수명이 다한 리튬이온 배터리의 평가 절차

[그림 60] 폐배터리 순환사이클

[그림 61] 전기차 폐배터리를 중심으로 본 재활용 및 재사용 밸류체인

[그림 62] 전기자동차의 공급망

[그림 63] 배터리 리사이클링 개념도

[그림 64] 재활용 흐름

[그림 65] 리튬이온 배터리 재활용 방법

[그림 66] 건식제련, 습식제련 공정 차이

[그림 67] 전기차 배터리 재활용 공정 방식

[그림 68] 자동차 판매현황 전망

[그림 69] 배터리 생산현황 및 전망

[그림 70] 세계 폐배터리 재활용 시장 전망(금속 기준)

[그림 71] 전기차 배터리 자원순환 체계

[그림 72] 재료 채굴부터 수명 종료까지 일반적인 리튬이온 배터리(LIB) 수명 주기

[그림 73] 전기차 배터리 순환경제 

[그림 74] 국내 전기차 폐배터리 발생량 전망

[그림 75] 배터리 선순환 체계

[그림 76] 리튬이온 배터리 재활용 기술

[그림 77] 재활용을 통한 EV 배터리 수명 주기

[그림 78] 리튬인산철(LFP) 배터리를 채택한 전기차 판매대수 추이

[그림 79] LFP 배터리 작동 방식

[그림 80] LFP 배터리 구성

[그림 81] 전기차 배터리 활물질별 특성 및 단점

[그림 82] CATL의 LFP, NCM 배터리 기술 로드맵

[그림 83] 세계 전기차 배터리 시장 전망(전기차용 이차전지 시장 규모)

[그림 84] 이차전지 수요

[그림 85] 배터리 글로벌 생산능력 비율 전망치

[그림 86] 전기차 LFP 배터리 점유율

[그림 87] 배터리 종류별 시장 점유율

[그림 88] 배터리 제조비용 및 양극재 가격

표목차 

[표 1] 수소연료전기차 구성 요소

[표 2] 수소 공급방식 및 연료전지 스택의 전기 생산 원리 

[표 3] 충전소 유형

[표 4] 국가별 전기차(BEV) 판매량

[표 5] 2차 전지 작동원리와 구성요소

[표 6] 글로벌 배터리 금속 수요 전망

[표 7] 폐배터리 처리방식

[표 8] 폐배터리 산업 밸류체인

[표 9] 리사이클 형식에 따른 장단점

[표 10] 전세계 배터리 재활용 시장 규모

[표 11] 전세계 배터리 재활용 시장 전망

[표 12] 주요국 폐배터리 재활용 정책 현황

[표 13] 첨단 배터리 연방 컨소시엄이 제시하는 배터리 재활용 관련 단기·장기 목표

[표 14] 미국에서 BIL에 의거해 자금을 지원받게 된 전기차 배터리 재활용 관련 프로젝트

[표 15] EU내 생산시 원재료 일부 재활용 의무화

[표 16] 유럽연합(EU), 배터리 재활용 관련 추진 법안

[표 17] 주요국 정부의 폐배터리 재활용 정책 비교

[표 18] 중국 폐배터리 재활용 기업 해외투자 현황

[표 19] 중국 폐배터리 산업 유형별 주요 기업

[표 20] 이차전지 폐배터리 시장 활성화 정책

[표 21] 국내 재활용 기업 동향

[표 22] LFP vs NCM 배터리 비교

[표 23] 리튬인산철, 삼원계, 니켈산 리튬

[표 24] 양극재 구조

[표 25] LFP 배터리의 장단점

[표 26] LFP와 NCM 배터리의 차이점

​[표 27] LFP와 삼원계 양극재 비교

[표 28] NCM 배터리와 LFP 배터리의 애플리케이션 탐색

[표 29] LFP 배터리 채용 주요 모델이 글로벌 OEM의 LFP 채택

[표 30] 국내 주요 LFP 배터리 전기차 주행거리

[표 31] LG에너지솔루션 전기차 배터리

[표 32] 배터리 형태별 장단점

[표 33] LFP 특허 내용