Stratistics MRC에 따르면, 리튬 이온 배터리 양극 세계 시장은 2024년 330억 4,000만 달러 규모에서 2030년 1,094억 7,000만 달러에 달할 것으로 예상되며, 예측 기간 동안 22.1%의 연평균 복합 성장률(CAGR)을 나타낼 전망입니다.
리튬 이온 배터리 양극은 배터리의 성능과 효율에 중요한 역할을 하는 중요한 부품입니다. 음극은 일반적으로 리튬 코발트 산 리튬, 리튬 인산철, 리튬 망간산과 같은 리튬 기반 화합물로 만들어집니다. 이 물질은 배터리의 음극으로 작용하여 방전 사이클 동안 리튬 이온이 이동하여 전기 에너지를 방출하는 역할을합니다. 양극 재료의 선택은 배터리의 용량, 전압, 열 안정성 및 전체 수명에 영향을 미칩니다. 에너지 밀도가 높은 양극은 높은 출력과 더 오래 지속되는 배터리에 기여하지만, 다른 재료는 성능과 안전성 사이에서 다양한 절충점을 제공합니다.
국제자동차산업협회(OICA)에 따르면 2021년 세계 자동차 생산량은 3% 성장하여 전년도 7,760만 대에서 8,020만 대에 달할 것으로 예상됩니다.
에너지 저장에 대한 수요 증가
세계의 에너지 수요가 증가하고 재생 가능 에너지가 확대됨에 따라 첨단 에너지 저장 솔루션에 대한 필요성이 점점 더 커지고 있습니다. 이미 다양한 분야에서 널리 사용되고 있는 리튬 이온 배터리는 이러한 수요 증가에 대응하기 위해 계속 발전하고 있습니다. 리튬 이온 배터리 양극을 강화하는 것이 이러한 발전의 핵심입니다. 연구원들은 현재 인산철 리튬, 니켈-코발트-망간, 고니켈 성분과 같은 대체 재료를 탐색하여 이러한 측면을 개선하고 있습니다. 이러한 혁신은 에너지 밀도를 높이고, 배터리 수명을 연장하고, 비용을 절감하여 리튬 이온 배터리를 보다 효율적이고 저렴하게 만드는 것을 목표로 하고 있습니다.
시장 경쟁
시장 경쟁은 주로 가격 압력과 기술 혁신에 대한 요구를 통해 리튬 이온 배터리 양극재 산업에 큰 영향을 미치고 있습니다. 기존 기업 및 신생 기업을 포함한 수많은 기업이 시장에 진입함에 따라 가장 진보되고 비용 효율적인 음극 재료를 제공하기 위해 치열한 경쟁이 벌어지고 있습니다. 이러한 경쟁은 가격을 낮추고, 기업들이 연구개발에 투자하면서도 수익성을 유지하기 어렵게 만들고 있습니다. 치열한 경쟁은 또한 특허 분쟁과 지적 재산권 문제가 빈번하게 발생하여 시장 상황을 더욱 복잡하게 만들고 있습니다.
전기자동차 수요 증가
전기차 수요가 증가함에 따라 제조업체들은 주행거리 연장 및 충전 시간 단축에 대한 요구를 충족시키기 위해 배터리 성능, 에너지 밀도 및 수명 향상에 주력하고 있습니다. 고니켈 및 리튬인산철 등 양극 재료의 혁신은 배터리의 전반적인 효율과 안정성을 향상시키는 것을 목표로 하고 있습니다. 고니켈 양극은 에너지 밀도를 높여 항속거리를 늘리고 인산철 리튬은 안전성과 수명을 향상시킵니다. 이러한 발전은 소비자의 주요 관심사에 대응하여 EV의 광범위한 보급을 지원할뿐만 아니라 탄소 배출량과 화석 연료에 대한 의존도를 줄이려는 전 세계 노력과 일치합니다.
정부 지원의 부족
정부 지원의 부족은 리튬 이온 배터리 양극 기술 발전에 큰 장벽이 되고 있습니다. 음극은 전기자동차 및 재생 가능 에너지 저장에 매우 중요한 배터리의 성능, 안전성 및 비용에 있어 매우 중요합니다. 그러나 보다 효율적이고 비용 효율적인 음극 재료의 개발에는 많은 연구와 투자가 필요하며, 민간 기업만으로는 대응할 수 없는 경우가 많습니다. 연구 자금, 세제 혜택, 지원 정책 등 정부의 강력한 지원 없이는 이 분야의 발전이 어려울 것입니다.
코로나19는 세계 공급망 혼란과 시장 수요의 변화를 통해 리튬 이온 배터리 양극재 산업에 큰 영향을 미쳤습니다. 봉쇄와 규제로 인해 특히 아시아를 중심으로 한 주요 생산 기지에서 생산이 중단되어 리튬, 코발트, 니켈과 같은 중요한 원자재 부족이 발생했습니다. 이러한 중단은 배터리 생산 지연뿐만 아니라 비용 상승과 필수 부품의 납품 지연을 초래했습니다. 그러나 전염병의 경제적 파급 효과는 새로운 프로젝트와 연구에 대한 투자 감소로 이어져 기술 혁신과 장기적인 산업 성장에 영향을 미쳤습니다.
예측 기간 동안 리튬 인산철(LFP) 부문이 가장 큰 시장으로 성장할 것으로 예상됩니다.
리튬 인산철(LFP) 부문은 배터리 양극을 크게 개선하여 예측 기간 동안 가장 큰 성장을 보일 것으로 예상되며, LFP 배터리는 리튬 인산철을 양극 재료로 사용하며, 기존의 리튬 코발트 산화물 및 니켈 망간 코발트(NMC) 양극에 비해 여러 가지 장점을 가지고 있습니다. LFP 배터리는 과열 및 열 폭주 현상이 적어 전기자동차 및 에너지 저장 시스템 등 다양한 응용 분야에서 더 안전한 선택이 될 수 있습니다.
예측 기간 동안 소비자 가전 분야가 가장 높은 CAGR을 보일 것으로 예상됩니다.
예측 기간 동안 가장 높은 CAGR을 보일 것으로 예상되는 분야는 소비자 가전 분야입니다. 재료 과학의 발전으로 고니켈 및 리튬 철 인산철(LiFePO4) 소재와 같은 새로운 양극 구성이 개발되고 있습니다. 이러한 혁신은 에너지 밀도를 높이고 장치의 충전 간격을 늘리는 것을 목표로 합니다. 개선된 양극 재료는 충전 및 방전 속도를 향상시켜 더 빠른 충전과 더 효율적인 전력 사용에 기여합니다. 또한 열 안정성과 안전성을 향상시키고 과열 및 배터리 열화 문제를 해결하기 위해 새로운 배합을 설계했습니다.
예측 기간 동안 아시아태평양이 가장 큰 시장 점유율을 차지했습니다. 도시가 확대되고 경제 활동이 급증하면서 전기자동차(EV)와 재생에너지 저장 솔루션에 대한 수요가 증가하고 있으며, 이 두 가지 모두 고성능 리튬이온 배터리에 크게 의존하고 있습니다. 이러한 수요에 대응하기 위해 이 지역에서는 배터리 제조를 위한 최첨단 제조 시설과 기술 혁신에 대한 투자가 이루어지고 있습니다. 인프라 강화는 양극 생산에 필수적인 리튬, 코발트, 니켈과 같은 원자재 공급망의 효율적인 공급망을 지원합니다. 또한, 도시 개발은 더욱 견고한 전력망과 충전망을 구축하여 전기차 및 에너지 저장 시스템의 지역적 채택을 더욱 가속화하고 있습니다.
아시아태평양은 예측 기간 동안 상당한 성장을 보일 것으로 예상됩니다. 스마트폰, 노트북, 태블릿, 웨어러블 기기가 일상 생활에서 점점 더 중요해짐에 따라 효율적이고 고성능의 배터리에 대한 수요가 증가하고 있습니다. 높은 에너지 밀도, 가벼운 무게, 긴 수명으로 유명한 리튬 이온 배터리는 이러한 수요를 충족시키는 데 매우 중요합니다. 주요 전자제품 제조업체와 소비자 기반이 빠르게 성장하고 있는 아시아태평양에서는 배터리 생산과 기술 발전에 대한 투자가 활발히 이루어지고 있습니다. 중국, 일본, 한국 등의 국가들은 높은 제조 능력과 기술 전문성을 바탕으로 이러한 성장을 주도하고 있습니다.
According to Stratistics MRC, the Global Lithium-ion Battery Cathode Market is accounted for $33.04 billion in 2024 and is expected to reach $109.47 billion by 2030 growing at a CAGR of 22.1% during the forecast period. A lithium-ion battery cathode is a crucial component that plays a significant role in the battery's performance and efficiency. It is typically made from a lithium-based compound, such as lithium cobalt oxide, lithium iron phosphate, or lithium manganese oxide. This material serves as the positive electrode in the battery, where lithium ions migrate to during the discharge cycle, releasing electrical energy. The choice of cathode material affects the battery's capacity, voltage, thermal stability, and overall lifespan. High-energy-density cathodes contribute to longer-lasting batteries with greater power output, while different materials offer various trade-offs between performance and safety.
According to the International Organization of Motor Vehicle Manufacturers (OICA), global vehicle production witnessed a growth of 3% in 2021, reaching 80.2 million units compared to the previous year's production of 77.6 million units.
Increasing energy storage needs
As global energy demands rise and renewable energy sources expand, the need for advanced energy storage solutions becomes increasingly critical. Lithium-ion batteries, already widely used in various applications, are evolving to meet these growing needs. Enhancing the lithium-ion battery cathode is central to this advancement. Researchers are now exploring alternative materials such as lithium iron phosphate, nickel-cobalt-manganese, and high-nickel compositions to improve these aspects. These innovations aim to increase the energy density, extend the battery life, and reduce costs, making lithium-ion batteries more efficient and affordable.
Market competition
Market competition is significantly impacting the Lithium-ion Battery Cathode industry, primarily through price pressure and innovation demands. With numerous players entering the market, including both established companies and new startups, there's intense competition to offer the most advanced and cost-effective cathode materials. This rivalry drives down prices, making it challenging for companies to maintain profitability while investing in research and development. The intense competition also leads to frequent patent disputes and intellectual property challenges, further complicating the market landscape.
Growing demand for electric vehicles
As the demand for EVs rises, manufacturers are focusing on enhancing the performance, energy density, and longevity of these batteries to meet the needs of longer driving ranges and quicker charging times. Innovations in cathode materials, such as the incorporation of high-nickel or lithium iron phosphate, aim to improve the overall efficiency and stability of the batteries. High-nickel cathodes increase energy density, which extends vehicle range, while lithium iron phosphate offers greater safety and longevity. This progress not only supports the broader adoption of EVs by addressing key consumer concerns but also aligns with global efforts to reduce carbon emissions and dependence on fossil fuels.
Lack of government support
The lack of government support is a significant barrier to advancing Lithium-ion battery cathode technology. Cathodes are crucial for the performance, safety, and cost of these batteries, which are pivotal in electric vehicles and renewable energy storage. However, the development of more efficient and cost-effective cathode materials requires substantial research and investment, often beyond the capacity of private enterprises alone. Without robust government backing, including funding for research, tax incentives, and supportive policies, progress in this field is hampered.
The COVID-19 pandemic significantly impacted the lithium-ion battery cathode industry through disruptions in global supply chains and shifts in market demand. Lockdowns and restrictions halted production in key manufacturing hubs, particularly in Asia, leading to shortages of critical raw materials like lithium, cobalt, and nickel. These interruptions not only slowed down battery production but also increased costs and caused delays in the delivery of essential components. However, the pandemic's economic ripple effects led to a decline in investments in new projects and research, affecting innovation and long-term industry growth.
The Lithium Iron Phosphate (LFP) segment is expected to be the largest during the forecast period
Lithium Iron Phosphate (LFP) segment is expected to be the largest during the forecast period by offering a significant improvement in battery cathodes. LFP batteries use lithium iron phosphate as the cathode material, which provides several advantages over traditional lithium cobalt oxide or nickel manganese cobalt (NMC) cathodes. LFP batteries are less prone to overheating and thermal runaway, making them a safer choice for various applications, including electric vehicles and energy storage systems.
The Consumer Electronics segment is expected to have the highest CAGR during the forecast period
Consumer Electronics segment is expected to have the highest CAGR during the forecast period. Advances in materials science are leading to the development of new cathode compositions, such as those incorporating high-nickel or lithium iron phosphate (LiFePO4) materials. These innovations aim to increase energy density, allowing devices to operate longer between charges. Improved cathode materials also enhance charge and discharge rates, contributing to faster charging and more efficient power usage. Additionally, new formulations are being designed to improve thermal stability and safety, addressing concerns about overheating and battery degradation.
Asia Pacific region commanded the largest market share over the projected period. As cities expand and economic activities surge, there's a growing demand for electric vehicles (EVs) and renewable energy storage solutions, both of which rely heavily on high-performance lithium-ion batteries. To meet this demand, the region is investing in state-of-the-art manufacturing facilities and technological innovations for battery production. Enhanced infrastructure supports the efficient supply chain of raw materials like lithium, cobalt, and nickel, crucial for cathode production. Additionally, urban development fosters a more robust grid and charging network, further accelerating the regional adoption of EVs and energy storage systems.
Asia Pacific region is estimated to witness substantial growth during the extrapolated period. As smartphones, laptops, tablets, and wearable devices become increasingly integral to daily life, the need for efficient, high-performance batteries is escalating. Lithium-ion batteries, known for their high energy density, lightweight nature, and long life cycle, are critical in meeting these demands. Asia Pacific, home to major electronics manufacturers and a burgeoning consumer base, is experiencing heightened investment in battery production and technology advancements. Countries like China, Japan, and South Korea are leading this growth, leveraging their advanced manufacturing capabilities and technological expertise.
Key players in the market
Some of the key players in Lithium-ion Battery Cathode market include BASF SE, Contemporary Amperex Technology Co. Limited, Energizer Holdings, Exide Technologies, Fujitsu Limited, LG Chem Ltd, NEI Corporation, Sumitomo Chemical Co., Ltd and Toshiba Corporation.
In June 2024, Metso will introduce the Metso pCAM plant, a smart manufacturing solution that is certified as Planet Positive. This facility will produce precursor cathode active material, a crucial component in the construction of lithium-ion batteries. Metso's pCAM plant is built around a highly efficient pCAM reactor, PSI 1000 particle size analyzer, and pCAM process control.
In January 2023, Allox Advance Materials Pvt Ltd announced to development of multi-GW lithium cathode manufacturing facility in Telangana, India with capacity of 3GWH/PA.