Korean version of secondary battery

1. 이차전지 Electric Double Layer Capacitor

2. 석유 / 잔사유 석탄 천연가스 가수화 열분해 수증기 풍력 태양광 광분해 생물학적 분해 유기성 폐기물 연료전지와 수소경제 열분해 고온전기분해 발전용 가정용 수송용 휴대용 CO 2 전기분해 대체에너지 화석연료 원자력 화학적 수소저장 물리적 수소저장 과도기 연료 전지 수소 H2 물

4. 전지의 역사 (History)

7. 화학전지와 물리전지 자료출처 : 이차전지 인력 / 정보센터 , 2009.11 방사성 동위원소의 에너지를 전기 에너지로 변환 원자력 전지 연료 ( 천연가스 , Methanol, 석탄 ) 의 화학에너지를 전기에너지로 직접 변환하는 화학 발전 장치로서 , 외부에서 연료가 연속 공급되어 발전이 가능한 전지 연료 전지 반도체의 p-n 접합을 이용하여 열에너지를 직접 전기에너지로 변환하는 장치 열전 소자 화학에너지와 전기에너지간의 상호변환이 가역적이어서 충전과 방전을 반복할 수 있는 전지 이차 전지 반도체의 p-n 접합을 이용하여 광전효과에 의해 태양광에너지를 직접 전기에너지로 변환하는 장치 태양 전지 화학에너지를 전기에너지로 변환시키는 전지로서 , 화학반응이 비가역적이거나 가역적이라도 충전이 용이하지 않음 일차 전지 물리전지 화학전지

9. 전지 분류 리튬 2 차 폴리머 전지 리튬 2 차 이온 전지 고체고분자전해질형 (PEFC)- 80℃ 작동 고체전해질향 (SOFC) - 1,000℃ 작동 용융염형 (MCFC) - 650℃ 작동 인산형 (PAFC) - 200℃ 작동 3 차 전지 금속공기 전지 나트륨 - 아연 전지 나트륨 - 황 전지 리튬 2 차 전지 니켈수소전지 니켈카드뮴전지 연축전지 2 차 전지 공기아연전지 리튬 1 차 전지 알칼리망간전지 수은전지 망간전지 1 차 전지

12. 이차전지(Secondary Battery)

15. 이차전지(Secondary Battery) 작동

22. 메모리 효과(Memory Effect) 니켈 전지는 활물질인 NiOH 에서 OH 가 떨어졌다 붙었다 하며 전하를 전달하는 현상이 바로 충전과 방전이라는 전기적 흐름 . Shallow Charge-Discharge( 만 충전 후 조금 사용하고 재충전 ) 를 몇 번 반복하면 반복된 위치에 고용체가 생성이 되어 새 전지라도 용량이 떨어져 남은 용량은 사용 불가 . 이 한계를 기억하는 것이 메모리 효과 (Memory Effect) 다 . 따라서 완전히 소모하고 재충전하는 것이 중요 . 리튬이온 전지는 메모리 효과 현상이 없어 임의대로 수시 충전하여도 수명에 영향을 미치지 않는다 . 오히려 Ni 계 전지와는 정반대로 자기 수명을 유지하는 효과가 있다 . 리튬 전지가 비싸지만 Ni- 전지보가 수요가 늘어나고 사용자가 찾는 이유다

23. 2 차 리튬 전지 비교 단점 1. 얇은 외장재 - 기계적 충격에 약함 2. 저온에서 성능 미흡 3. 용량 / 에너지 밀도가 매우 낮음 단점 1. 폴리머 전지보다 무겁다 . 2. 금속 외장재의 특성상 일반적으로 4~5mm 이하의 박형 얇은 전지와 광면적 전지를 제조 어려움 장점 1. 고온에서 안전 2. 얇은 외장재에 따른 경량화 장점 1. 고용량 / 고에너지 밀도 2. 좋은 저온 성능 3. 외장재의 견고함 - 기계적 충격 등 강함 리튬 폴리머 리튬 이온

24. 2차 전지 종류별 용도 휴대용 AV 기기 전원 , 하이브리드카 전지 리튬 전지 포터블 전자제품 , 인공위성 전원용 니켈수소 전지 비행기의 SLI 용 , 산업 및 군사용 니켈카드뮴 전지 자동차의 SLI (Start–Light–Ignite) 용 납축 전지 용 도 구 분

25. 2차 전지 종류별 특성 O X O O X O X O 환경 및 저온 250- 300 300- 350 240 160 에너지 밀도 (Wh/l) <<10 <10 20-25 자기 방전 (%/ 월 ) 유기 LixMnOy LiTi 산화물 1.5 유기 Nb2O5 LiAl 합금 2 유기 LixMnOy LiAl 합금 3 유기 V2O5 LiAl 합금 3 충전식 코인형 리튬 1000 고형화 유기 LiCO2 C(Li) 3.7 리튬 폴리머 LIPB 1200 유기 LiCO2 C(Li) 3.6 리튬 이온 LIB 1000 KoH NiOOH MH(H) 1.2 니켈 수소 Ni/MH 1000 KoH NiOOH Cd 1.2 니켈 카드뮴 (Ni/CD) H2SO4 PbO2 Pb 2 연축 전해액 양극 음극 수명 ( 회 ) 구성 공칭 전압 (V) 종류

33. 활물질 구조와 단장점 자료 : HMC 투자증권 2009.09.29 Nickelate (Layered) LMO (Spinel) LFP (Olivine) Cathode 고용량 , 장수명 Ni, Co 로 높은 단가 안전도 양극재 코팅기술 Cathode 저비용 , 고출력 과충전 안정 구조 저용량 , 망간 용출에 의한 수명 단축 Cathode 뛰어난 안전성 , 수명 적절 용량 3.4V 저출력 니켈계 대비 10% 이상 열세 ) Anode 장수명 , 안전 향상 급속충전 유리 1.5V 고전압 ( 흑연계 0.1V) Titanate 장점 단점 구조 용처

34. NiCD 전지 시장 자료출처 : IT 총연 2009 년 보고서

35. 이차전지 세계시장 자료출처 : IT 총연 2009 년 보고서

36. NiMH 전지 세계시장 자료출처 : IT 총연 2009 년 보고서

37. LIB 전지 시장 자료출처 : IT 총연 2009 년 보고서

40. 적용분야별 시장 자료 : IIT, HMC 투자증권 2009.09.29

41. 리튬이온 전지 재료비 구성 및 시장 자료 : HMC 투자증권 2009.09.29

43. 양극 활물질 시장 자료 : HMC 투자증권 2009.09.29

45. 음극 활물질 시장 및 개발 박막 전지의 Flexible 한 특성 향상에 관한 연구개발대량생산을 위한 기반 마련안정성 문제와 사이클 성능의 향상 필요 단위부피당 충전능력이 분말 소재에 비해 떨어짐제조원가가 분말 소재에 비해 3 배 높음 ( 매우 낮은 원가경쟁력 ) 박막 탄소계 재료 혹은 Metal 과복합재료 구성 ( 부피팽창에 따른 저항감소 완화 ) 실리콘 재료의 상용화를 위한 기술개발 필요 높은 이론 용량 :4,000mAh/g 낮은 용량을 극복할 신소재로 주목충방전시 급격한 부피 팽창으로 사이클 성능 저하 실리콘계 산업화 가능한 재료 합성 공정 개발낮은 이론 용량을 극복하기 위한 신소재 개발 필요우수한 사이클 특성을 활용한 복합재료 개발 필요 상용화된 음극 핵심 소재낮은 이론 용량 :372mAh/g 자료 합성에 관한 대부분의 원천기술을 일본이 보유 탄소계 개발방향 문제점및 현재 상황 주요소재

47. 분리막 시장과 LIB 분리막 역할 낮은 저항과 높은 기공도가 유리 저항 , 기공크기 수명 필터구조 및 내구성과 연관 필터구조 자가방전 저항 낮을수록 급속충전 가능 저항 충전속도 저항 낮을수록 유리 , 두께 및 기공도와 연관 저항 성능 얇을수록 전지용량 증가 두께 용량 비고 분리막 전지

49. 한국 시장 연도별 추이 자료분석 : ㈜ 밸류애드 , 2009.11 생산량 출하량 18000 16000 14000 12000 10000 0 단위 만 개 2005 2006 2007 2008 17.77% 5,314 7.79% 151,313 0.57% 133,810 2006-2008 17.88% 4,876 5.38% 145,620 -1.23% 132,815 2005-2008 연평균성장 연평균 연평균성장 연평균 연평균성장 연평균 재고량 출하량 생산량 구분

50. 한국 2차 전지 수입 리튬포리머 리튬이온 니켈수소 니켈카드뮴 납축전지 6 억불 5 4 3 2 1 0 자료출처 : IT 총연 2009 년 보고서 00 01 02 03 04 05 06 07 2008

51. 시장 리더 실적 자료출처 : 각 사업체 , “ 사업보고서” , 2009.11 14,398 18,507 9,856 합계 712 793 542 내수 13,686 17,714 9,314 수출 이차전지 및 기타 2009 년 3 분기 2008 년도 2007 년도 삼성 SDI 억 원 431,150 8,847 624,589 11,377 496,287 11,701 합계 1,757 77 2,731 173 3,604 268 이륜용 87,568 910 141,325 1,405 115,872 1,466 산업용 341,825 7,860 480,533 9,799 376,811 9,967 차량용 금액 수량 금액 수량 금액 수량 2009 년 3 분기 2008 년 2007 년 세방전지 천대 , 백만 원

52. 기타 업체 실적 자료출처 : 각 사업체 , “ 사업보고서” , 2009.11 99 18,010 10,152 코디에스 23 22,764 17,301 이피코리아 97 24,861 25,022 세방 하이테크 108 29,055 26,487 에코프로 112 38,175 34,938 세방산업 13 49,045 23,791 보스트홀딩스 240 56,276 49,127 동아전지㈜ 465 407,861 308,878 아트라스비엑스 790 624,589 496,287 세방전지 472 750,085 904,109 영풍 2008 2008 2007 종업원 매출액 ( 백만 원 ) 배트로닉스 이엔켐 한국유미코아 20 셀맥 32 1662 에스에프씨 6,152 네스캡 4 7,878 디케이로케트 59 8,617 10,053 에너그린 45 9,247 6,820 남일전지상사 108 15,266 11,213 일광캔테크 2008 2008 2007 종업원 매출액 ( 백만 원 )

53. 소재업체 구성도 시장 관심도 음극 활물질 양극 활물질 Hitachi Chemical, Nippon carbon, JFE, BTR 소디프신소재 , 카보닉스 등 Nichia, Umicore, AGC Seimi Chemical, Tanaka, Toda Kygyo 엘앤에프 , 휘닉스피디이 , 에코프로 , 대정화금 , 새한미디어 등 음극 전구체 양극 전구체 국내 : 코스모화학 진입여부 등에 관심 (TiO2 는 양극도 가능 ) 국내 : 에코프로 , 새로닉스 , 대정화금 등 관심고조 분리막 : Asahi Kasei, Celgard, Tonen Specialty, Ube Industries, Sumitomo , Entek, SK Energy, 이엔테크 전해액 : Ube Industries, 3M, Mitsubishi Chemical, Tomiyama Pure Chem, Zhangjiagang Guotai-Huarong, 테크노세미켐 , 제일모직 등 자료 : HMC 투자증권 2009.09.29

54. 한국 2차 전지 산업화 지원 자료 : HMC 투자증권 2009.09.29

55. 한국 2차 전지 산학연 자료 : HMC 투자증권 2009.09.29

56. 한국 2차 전지 기술사업 및 참여기업 자료 : HMC 투자증권 2009.09.29 초고용량 2 차 전지 개발 핵심소재 및 상용화 기술 개발 하이브리드 전기자동차용 고출력 전지개발 삼성 SDI 제일모직 소디프 신소재 테그노 세미켐 한국화학연구원 LG 화학 앨엔에프 소디프 신소재 넥센나노텍 LG 화학 한국 Umicore 소디프 신소재 SK 에너지 율촌화학 삼성 SDI 에코프로 근우산업 현재자동차 LS 카보닉스 삼성 SDI 대과제 세부 주관기관 참여기업 전지개발 사업관리 전지 및 전극판 설계 양극소재 개발 음극소재 개발 전해액 개발 사업관리 직접 가교형 전해질 탑재 롤리머전지 개발 LFP 양극소재 상용화 고안전 C-S 복합 음극제 캐피시터용 탄소계 복합소재 사업관리 및 시스템 개발 양극소재 개발 음극소재 개발 분리막 개발 Package 개발 세부과제명

57. 야마토 전자㈜ www.yamato-elc.com 와이이케이코리아 www.yekglass.com ☎ 82-70-7560 앰브로㈜ ☎ 82-70-7560-2967 ● AM OLED 와 DSSC 솔라셀에 최상의 SEALING FRIT 솔루션 ● ● 3D 윈도우 글래스 성형 ● 2 차 전지 음극제 ● 문의 : jaheelee@dreamwiz.com