출처
https://asia.nikkei.com/Business/Technology/Japan-s-battery-startups-take-the-world-beyond-lithium-ion




3Dom : 쓰리돔
제품 - Lithium metal batteries : 리튬메탈 배터리
장점 - Energy density twice as high as Li-ion batteries; highly safe : 에너지 저장 밀도가 리튬 이온 배터리보다 두 배 높음; 매우 안전
단점- High cost : 비싸다
활용 분야 - EVs, drones, future flying cars : 전기차, 드론, 차후에 플라잉카

리튬메탈 배터리는 기존 리튬이온 배터리에 들어가는 흑연 음극재 대신 금속을 사용해 에너지 저장 밀도를 높이는 것이 특징이다.
같은 무게의 리튬이온 배터리보다 두 배 더 많은 에너지를 저장한다.
배터리의 에너지 밀도가 높을수록 전기차의 주행거리는 늘어나기 때문에 완성차 업계도 리튬메탈 배터리에 주목하고 있다.
차후 하늘을 나는 자동차인 플라잉카에 들어가는 배터리로도 기대되고 있다.

배터리 음극재로 리튬 메탈(금속)을 사용하면 배터리 용량을 쉽게 늘릴 수 있다는 장점이 있지만, 화재나 폭발에 취약하다는 단점도 존재한다.
불안정한 화학 반응으로 음극 표면에 뾰족한 나뭇가지 모양의 결정체인 ‘덴드라이트’가 쌓이면서, 양극과 음극이 서로 접촉하지 않도록 분리하는, 막을 찢기 때문이다.
3Dom은 이런 문제를 해결하기 위해 덴드라이트 형성을 막고 섭씨 400도에도 견디는 폴리아마이드 소재의 특수 분리막을 개발했다.

3Dom은 현재 미국 시카고 인근 배터리 공장에서 리튬이온 배터리를 생산하고 있으며, 차세대 배터리 생산을 준비하기 위해 내년에 공장 증설에 나설 예정이다.


Azul Energy : 아줄 에너지
제품 - Catalyst for metal-air batteries : 메탈에어 배터리에 필요한 촉매
장점 - Energy density 3-10 times higher than Li-ion batteries; can be made small, lightweight : 리튬이온 배터리보다 3-10배 높은 에너지 저장 밀도; 소형, 경량 제작 가능
단점 - Cannot be charged at present 현재는 전기차에 사용 못 함
활용 분야 - Wearable terminals, drones 웨어러블 단말기, 드론

음극에 금속을 양극에 공기를 사용하여 전력을 발생시키는 배터리

메탈에어 배터리는 공기 중의 산소를 양극으로 활용해 에너지 밀도를 높인다는 점이 특징이다.
기존 리튬이온 배터리보다 3~10배 많은 전기를 저장하고 방출할 수 있어 '궁극의 배터리'로 불리지만, 내보내는 전류가 약해 아직 전기차에 사용할 수 없다.
기존의 망간 대신 철을 넣은 안료를 전극 촉매제로 사용해 배터리 전류를 20~30% 늘리는 데 성공했다.


Connexx Systems : 커넥스 시스템
제품 - Shuttle batteries : 셔틀 배터리
장점 - Energy density 5 times higher than Li-ion batteries; uses cheap materials like iron : 에너지 저장 밀도는 리튬이온 배터리보다 5배 높음; 철과 같은 값싼 재료를 사용
단점 - Not easy to make lightweight : 경량화하기가 쉽지 않다
활용 분야 - Stationary rechargeable batteries : 한 장소에 고정해서 쓰는 충전식 배터리

쇳가루(iron powder)와 물을 사용하여 수소를 생성하고 연료전지에 공급. 그 수소가 산소와 결합해 전기를 생산.


AC Biode : AC바이오드
제품 - AC batteries : 교류 배터리
장점 - Lasts 30% longer per charge than Li-ion batteries : 한번 충전에 리튬이온 배터리보다 30% 더 오래 사용
단점 - Special charging facility needed : 충전에 특수한 장치가 필요
활용 분야 - EVs, drones : 전기자동차, 드론

직류 대신 교류로 충전·방전하는 배터리
일반적인 배터리는 충전할 때 직류 전기를 사용하고 직류 전기 형태로 전류를 내보내는데
이 배터리는 충전할 때 직류가 아닌 교류로 충전하고 직류가 아닌 교류 전기를 내보낸다.

AC 배터리라고 불리는 이 배터리는 비슷한 크기의 리튬이온 배터리보다 한번 충전에 30% 더 오래 지속된다.

AC바이오드는 2019년에 네덜란드 법인인 이노에너지(InnoEnergy)로부터 투자를 받았다.
이노에너지는 유럽연합의 한 조직에 의해 네덜란드에 설립되었으며 혁신적인 에너지 연구 프로젝트에 재정 지원을 한다.


세계 차세대 배터리 시장 규모 전망
단위 : 십억 달러

2018년 0.022(2200만 달러) - 256억 원
2020년 0.039(3900만 달러) - 454억 원
2025년 0.413(4억 1300만 달러) - 4805억 원
2030년 3.1(31억 달러) - 3조 6069억
2035년 25.2(252억 달러) - 29조 3202억 원


당분간은 리튬이온 배터리가 대세지만 앞으로 점점 더 위에 언급된 배터리가
배터리 제품의 주류가 된다.