세계의 리튬 공기 배터리 시장 규모, 점유율, 동향 분석 리포트 : 유형별(비양자성, 수성, 고체, 수성-비양자성 혼합), 최종사용자별(자동차, CE(Consumer Electronics), 에너지 저장, 기타) 예측 기간(2024-2031년)
세계의 리튬 공기 배터리 시장은 예측 기간 중 CAGR 7.2%로 성장할 것으로 예측됩니다. 최근 추세를 고려할 때, 리튬 공기 전지는 전기자동차(EV), 항공기, 그리드 전력 등 다양한 분야에서 에너지 저장 기술의 큰 진보를 나타냅니다. 내부 금속 산화물에 의존하는 기존 리튬이온 배터리와 달리 리튬 공기 배터리는 대기 중의 산소를 이용하기 때문에 이론적으로 5배에서 10배 더 높은 에너지 밀도를 얻을 수 있습니다. 이러한 용량 증가는 재생 에너지 통합, 전력망 현대화, 지속가능한 운송 등 다양한 용도에서 증가하는 에너지 수요에 대응할 수 있습니다. 또한 무해한 재료의 사용과 폐쇄 루프 작동 가능성 등 리튬 공기 전지의 환경적 이점은 시장의 추가 성장에 기여하고 있습니다.
전 세계에서 에너지 수요 증가, 환경 문제, 지정학적 요인 등 여러 요인으로 인해 리튬 공기 배터리에 대한 관심이 높아지고 있습니다. 그러나 이러한 잠재력에도 불구하고 내구성, 효율성, 안전성 문제 등 여러 가지 기술적 과제가 존재하며, 이는 최종사용자 산업에서 일반적으로 채택되는 데 큰 걸림돌로 작용하고 있습니다. 이러한 문제를 해결하기 위해 현재 진행 중인 연구개발은 안정성과 효율성을 높이기 위한 고체 전해질 및 나노 구조 촉매와 같은 재료 연구에 초점을 맞추었습니다. 이러한 장애물에도 불구하고, 리튬공기 배터리는 여러 최종사용자 산업에서 다양한 이점을 고려할 때 큰 시장 기회를 제공합니다.
자동차 산업은 세계 리튬 공기 배터리 산업에 가장 큰 기여를 하고 있습니다.
기술 중 자동차 산업은 세계 리튬 공기 배터리 시장에서 가장 높은 점유율을 차지하고 있습니다. 리튬 공기 배터리는 현재 리튬이온 배터리에 비해 에너지 밀도가 더 높을 수 있으며, 이론상 용량은 전기자동차 제조업체와 소비자들 사이에서 큰 문제가되고있는 전기자동차의 주행 거리를 두 배에서 세 배로 늘릴 수 있습니다. 세계 전기자동차 시장은 크게 성장하고 있으며, 개선된 배터리에 대한 수요가 증가하고 있습니다. 주요 자동차 제조업체와 연구 기관은 배터리 기술에 많은 투자를 하고 있으며, 전기자동차 주행거리 500마일을 목표로 하는 IBM의 '배터리 500'과 같은 구상은 리튬 공기가 큰 잠재력을 보이는 분야인 에너지 밀도 향상에 초점을 맞추었습니다.
이 기술은 자동차 산업에서 큰 잠재력을 가지고 있지만, 리튬 공기 배터리의 안정성 및 내구성 문제, 효과적인 공기 관리 시스템의 필요성, 리튬이온 배터리에 비해 높은 반응성 및 가연성과 같은 기술적 문제, 상용화 전 엄격한 안전 조치의 필요성이 전체 시장의 성장을 저해하고 있습니다. 성장을 저해하고 있습니다.
세계 리튬 공기 배터리 시장은 북미(미국, 캐나다), 유럽(영국, 이탈리아, 스페인, 독일, 프랑스, 기타 유럽), 아시아태평양(인도, 중국, 일본, 한국, 기타 아시아 지역), 기타 지역(중동 및 아프리카, 남미) 등 지역별로 세분화되어 있습니다. 세분화되어 있습니다. 지역별로는 유럽의 리튬 공기 배터리 시장이 예측 기간 중 크게 성장할 것으로 예상됩니다. 이는 주로 지역 경제가 지속가능한 솔루션에 중점을 두면서 에너지 저장 및 EV를 중심으로 한 최종사용자 산업의 성장을 주도하고 있기 때문입니다. 이 지역의 지속가능한 에너지 생산에 대한 투자 증가도 강력한 에너지 저장 인프라에 대한 수요를 촉진하고 있습니다. 유럽에너지저장협회(European Energy Storage Association)의 자료에 따르면 2030년까지 약 200GW의 목표를 달성하기 위해서는 연간 최소 14GW의 스토리지 도입이 필요하며, 2050년까지 에너지 시스템에 최소 600GW의 저장 용량이 필요하며, 이 수요의 3분의 2 이상이 에너지 전환 기술, 특히 에너지저장장비(ESS)로 충족되어야 합니다. 2/3 이상은 에너지 전환 기술, 특히 전력 간 용도을 통해 충족될 것입니다. 또한 유럽은 EV의 두 번째로 큰 시장으로 2022년 연간 판매량이 15% 이상 증가할 것으로 예상됩니다. 이 지역의 최종사용자 산업이 성장함에 따라 이 지역의 공공 및 민간 조직은 리튬 공기 배터리 기술 연구개발에 점점 더 집중하고 있으며, 이는 결국 전체 시장의 성장을 주도하고 있습니다. 예를 들어 2023년 5월 하이르브론에 위치한 Iolitec Ionic Liquids Technologies가 파트너인 올덴부르크 대학교, MEET Battery Research Centre, Fraunhofer IFAM과 함께 주도하는 110만 유로(미화 1,190만 달러)의 AMaLL(AMaL) 프로젝트가 시작되었습니다. 미화 119만 달러) 규모의 AMaLiS 2.0 프로젝트는 리튬공기 배터리의 안정성을 강화하기 위한 프로젝트입니다. 회사 측에 따르면 이 프로젝트는 양극과 음극을 분리하는 멤브레인 설계에 초점을 맞추고 있으며, 각 측면에 서로 다른 전해질을 사용할 수 있도록 하고 있습니다. 뮌스터대학교 MEET 배터리 연구센터와 공동으로 개발한 분리막 개발은 전해질 선택의 폭을 넓힐 수 있을 것으로 기대됩니다.
아시아태평양은 몇 가지 주요 요인으로 인해 예측 기간 중 가장 높은 CAGR로 성장하고 있습니다. 주요 요인 중 하나는 전기화 발전, 효율적인 전력 저장에 대한 수요, 민간 및 공공 기관의 지역 에너지 인프라 개발에 대한 투자 확대입니다. 아시아개발은행(ADB)의 자료에 따르면 2016-2021년까지 아시아태평양에서 약 3억 8,000만 명이 전기를 사용할 수 있게 될 것으로 예상됩니다. 이 기간 중 인구가 1억 8,000만 명 증가했음에도 불구하고 전기화율은 94.0%에서 98.6%로 급증했으며, 2021년까지 도시 지역은 99.8%로 거의 보편적 접근성을 달성하고 농촌 지역은 97.7%로 격차가 꾸준히 줄어들고 있습니다. 또한 이 지역은 전 세계 전기자동차 판매 및 생산에서 큰 비중을 차지하고 있습니다. 이 정보원에 따르면 2022년 중국은 세계 최대 전기자동차 시장으로 세계 전기자동차 판매량의 60.0%를 차지할 것으로 예상했습니다. 주요 시장 외에는 전기자동차 판매량이 대체로 낮지만 2022년 인도, 태국, 인도네시아에서 큰 폭의 성장세를 보일 것으로 예상했습니다. 이들 국가의 전기자동차 판매량을 합치면 2021년 대비 3배 이상 증가하여 총 8만 대에 달할 전망입니다. 태국의 경우 2022년 전체 판매량에서 전기자동차가 차지하는 비중은 3%를 약간 넘었지만 인도와 인도네시아는 연중 평균 1.5% 내외를 유지했습니다. 인도에서는 정부의 32억 달러 규모의 인센티브 프로그램이 총 83억 달러의 투자를 유치하여 전기자동차 및 부품 제조가 성장하고 있습니다. 이와는 별도로 중국, 인도 등 주요 지역 경제국들이 제조, 연구개발 등 배터리 생태계 개발에 주력하고 있는 것도 전체 시장 성장에 크게 기여할 것으로 예상됩니다.
Global Lithium-air Battery Market Size, Share & Trends Analysis Report by Type (Aprotic, Aqueous, Solid-State, and Mixed Aqueous-Aprotic), and by End-User (Automotive, Consumer Electronics, Energy Storage, and Others) Forecast Period (2024-2031)
The global lithium-air battery market is anticipated to grow at a CAGR of 7.2% during the forecast period. Considering recent developments, Lithium-air batteries represent a significant advancement in energy storage technology, in various sectors such as electric vehicles (EV), aircraft, and grid power. Unlike traditional lithium-ion batteries, which rely on internal metal oxides, lithium-air batteries utilize atmospheric oxygen, theoretically providing 5 to 10 times higher energy density. This growth in capacity addresses the growing demand for energy in a variety of applications, including renewable energy integration, grid modernization, and sustainable transportation. Additionally, the environmental advantages of lithium-air batteries, such as the use of non-toxic materials and the potential for closed-loop operation, are contributing to its further market growth.
Globally, multiple factors are driving interest in lithium-air batteries including growing energy needs, rising environmental concerns, and geopolitical factors. However, despite their potential, these batteries encounter multiple technical challenges such as durability, efficiency, and safety concerns pose significant obstacles hindering general adoption by end-user industries. To address these challenges, ongoing R&D efforts are focused on material research, such as solid-state electrolytes and nanostructured catalysts, to enhance stability and efficiency. Despite these hurdles, considering its advantages, the lithium-air battery presents significant market opportunities in multiple end-user industries.
The global lithium air battery market is segmented by type and end user. By type, the market is sub-segmented into aprotic, aqueous, solid-state and mixed aqueous-aprotic type. By end user, the market is sub-segmented into automotive, consumer electronics, energy storage and other (aerospace and defence, medical devices) end users. Among end-users, the energy storage sector presents significant opportunities for the global lithium air battery market owing to significant growth in sustainable energy generation, investments in smart grid infrastructure, importance of energy security primarily due to rising geopolitical tensions among others. As per the data from the International Energy Agency (IEA), in 2022, China took the lead in adding grid-scale battery storage, installing nearly 5 GW annually, followed by the US, commissioning 4 GW throughout the year. Also, the Inflation Reduction Act passed in August 2022, incorporates an investment tax credit specifically for stand-alone storage, indicating a potential for increased deployments in the coming years.
Automotive Industry Contribute the Highest to the Global Lithium Air Battery Industry
Among the techniques, the automotive industry contributes the highest share in the global lithium-air battery market. Lithium-air batteries present the potential for higher energy densities compared to current lithium-ion batteries, with theoretical capacities that could potentially double or triple the driving range of electric vehicles which is a major problem among EV automakers and consumers. The global EV market is growing significantly, leading to an increased demand for improved batteries, eventually driving the progression of lithium-air technology. Major automotive manufacturers and research institutions are heavily investing in battery technology, with initiatives such as IBM's Battery 500, which targets a 500-mile electric vehicle range, focusing on the improvements of energy density, an area where lithium-air displays considerable promise.
Although the technology presents significant potential in the automotive industry, technical concerns such as stability and durability issues with lithium-air batteries, along with the need for effective air management systems, higher reactivity and flammability of lithium-air batteries compared to lithium-ion, necessitating stringent safety measures before commercialization are hindering overall market growth.
The global lithium air battery market is further segmented based on geography including North America (the US, and Canada), Europe (UK, Italy, Spain, Germany, France, and the Rest of Europe), Asia-Pacific (India, China, Japan, South Korea, and Rest of Asia), and the Rest of the World (the Middle East & Africa, and Latin America). Among regions, the European lithium-air battery market is expected to grow significantly during the forecasting period primarily due to the growing focus on sustainable solutions by regional economies, eventually driving growth in end-user industries mainly in energy storage and EVs. Growing investments in sustainable energy production in the region are also driving demand for strong energy storage infrastructure. As per the data from the European Association for Storage of Energy, to achieve a target of approximately 200 GW by 2030, the deployment of storage must increase to a minimum of 14 GW per year. Looking ahead to 2050, the energy system will require a storage capacity of at least 600 GW, with more than two-thirds of this demand being fulfilled by energy-shifting technologies, specifically power-to-power applications. Also, Europe was the second largest market in EVs with annual sales increasing by over 15% in 2022. With the growth of end-user industries in the region, both public and private organizations in the region are increasingly focusing on R&D of lithium-air battery technology, eventually driving overall market growth. For instance, in May 2023, the €1.1 million ($1.19 million) AMaLiS 2.0 project, led by Iolitec Ionic Liquids Technologies in Heilbronn along with partners University of Oldenburg, MEET Battery Research Centre, and Fraunhofer IFAM, is working to enhance the stability of lithium-air batteries. As per the company, the project focuses on designing a membrane to separate positive and negative electrodes, allowing for the use of different electrolytes on each side. The development of this separating layer, in collaboration with the MEET Battery Research Centre at the University of Munster, is expected to broaden electrolyte options.
Among the regions, the Asia Pacific region is growing at the highest CAGR in the forecasting period owing to several pivotal factors. One of the key factors is growing electrification, demand for efficient power storage, and growing investments in the development of regional energy infrastructure from both private and public organizations. As per the data from the Asian Development Bank, from 2016 to 2021, approximately 380 million individuals in Asia-Pacific obtained electricity access. Despite a population growth of 180 million during this timeframe, the electrification rate surged from 94.0% to 98.6%. By 2021, urban areas achieved nearly universal access at 99.8%, and rural regions are steadily narrowing the gap, reaching 97.7%. Additionally, the region has a significant share in global EV sales and production. As per the same source, in 2022, China was the largest EV market globally, accounting for 60.0% of global EV sales. Outside major markets, EV sales have generally been low, but there was significant growth in 2022 in India, Thailand, and Indonesia. Combined, the sales of electric cars in these countries more than triple compared to 2021, reaching a total of 80,000 units. In Thailand, electric cars constituted slightly over 3% of total sales in 2022, while both India and Indonesia maintained an average of around 1.5% throughout the year. India is experiencing growth in EV and component manufacturing, driven by the government's $ 3.2 billion incentive program, which has attracted investments totalling $8.3 billion. Apart from this, the growing focus on the development of battery ecosystems such as manufacturing, and R&D by major regional economies such as China, and India is expected to contribute significantly to overall market growth.
The major companies serving the global Lithium-air battery market are PolyPlus Battery Company (PPBC), Lithium Air Industries Inc., and Sion Power Corp. among others. The market players are considerably contributing to the market growth by the adoption of various strategies including mergers and acquisitions, partnerships, collaborations, funding, and new product launches, to stay competitive in the market.