E-mobility | Part 3 - Battery Technology & Alternative Innovations (Korean)

Vertex Perspectives | E-모빌리티
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배터리재활용과
파워일렉트로닉스

지금은수명을다한배터리는재활용하거나,
다른용도로사용하거나, 폐기합니다
수명을다한배터리에서희귀물질을
추출하여새배터리제조에사용합니다.
수명을다한배터리재사용
다른용도로사용
수명을다한배터리를적절하게
폐기하여환경보호
폐기시설
재활용시설
배터리 재활용과 파워 일렉트로닉스|

03
01
배터리재활용과
재사용하는방안이
새로운대안으로
떠오르고
있습니다
현지화와순환이잘되는
공급망활성화
수명을다한EV 배터리
대량관리
환경친화적인대안제시
02
이런대안은공급망과배터리폐기문제를해
결하는데도움이됩니다.

수명을다한배터리를재활용하거나다른용도로사용하려면
효율이떨어지고, 비용도많이발생하며, 어렵기도합니다
수명을다한배터리재활용 다른용도로사용
니켈과코발트같은배터리를구성하는핵심요소는50%
도회수가안됩니다
크기가다양한배터리셀과화학물질은생산공정을더욱어렵게만듭니다
시장에서경쟁도치열해지고, 배터리크기, 형상, 화학성분
도다양해서수명을다한배터리를재활용하는
비용은점점커지고있습니다
배터리
분해
배터리셀테스트,
등급지정, 매칭
재생산
포장
다른용도로사용하도록
배터리를재조립하여판매
인버터소프트웨어와셀통합

다른용도로
재사용하는
방안에
관심이많은
자동차업계
자동차제조업체와신생기업은배터리재
사용에관심이많습니다.
Groupe Renault는낡은EV 배터리로고정식에너지저장시스템을개발했습니다.
Audi는독일과인도계신생기업인Nunam과공동으로수명을다한e-트론배터리모듈
을태양열나노그리드로재활용하는기술을개발하고있습니다.
Nissan Motor는오래된리프배터리를사용하여제조시설에서사용하는Automated
Guide Vehicles(AGVs)에전원을공급합니다.
Lucid Motors 배터리는EV와에너지저장제품에사용할수있어서, 산업용이나주거용으
로용도를변경할수있습니다.
BMW i3 모델은"플러그앤드플레이" 개념을도입해서쉽게제거하여다른용도로사용할
수있습니다.
BYD는중국신생기업과일본무역회사인Itochu와협력하여오래된EV 배터리를재생
에너지와공장용전력저장장치로활용합니다.
출처: Renault, Audi, SlashGear, TechCrunch, Nikkei Asia

Redwood는배터리에남아있는에너지를재활용하는기술
을개발하고있습니다. 나머지물질에서는
개별화합물을회수합니다.
배터리재활용을대규모로상용화하려는
새로운혁신이일어나고있습니다
XProEM은보다환경친화적인건식야금기술을기반으로개발한
Solid-State Subtractive Metallurgy(S3M)에대한
특허를받았습니다.
출처: Mtaiq, Xproem

정부와기업이배터리재활용노력을기울이고
있습니다
출처: Reuters, SCMP, Europarl, BCG Analysis
정부
미국EV 계획은동맹국의광산에대
한의존도를줄이기위한배터리재활
용을다루고있습니다
중국이아시아EV 배터리
재활용의77%를차지하고있습니다
EU 배터리지침에는EV 배터리회수
와재활용을촉구하는내용이들어있
습니다
&
EV 배터리
재활용
리튬이온셀과셀부품제조업체
자동차OEM
Nissan과Suzuki는합작투자를통해배터리재활용노력을기울이고있습니다.
독자적인재활용업체

EV sales will make up 70% of
all car sales in China by 2030
전세계적으로EV 사용이증가함에따라규제당국은
배터리폐기물관리에관한새로운법률을제정하고있습니다
2030년까지650만가구가
EV를구매할예정
일부국가에서는모빌리티네트워크를전기기반으로전환하
려고노력하고있어서배터리수요가증가하고있습니다.
2030년까지1,870만대의
EV 판매계획
규제당국은EV 배터리에관한EPR(Extended Producer
Responsibility) 법률을검토하고있습니다.
EV 배터리의지속가능한생산을보장하기
위한EV 배터리재사용규제
컬럼비아특별구에서는최초로배터리생산자
책임법통과

Cell components
USD
11B
8.3%
USD
3.6B
배터리가치사슬의혁신
기업과스타트업은다양한가치사슬솔루션을개발하고있습니다
SES는Vertex Ventures China 포트폴리
오기업입니다 Interclation Station 에서개작
원자재 배터리 관리 지속 가능성
셀 구성 요소
추출, 가공 전해질, 전극 AI, BMS, 파워일렉트로닉스 재활용, 재사용
8.3%
USD
38B
4.9%
11.9%
USD
17.2B
6.1%
CAGR
2020-2027
CAGR
2021-2026
CAGR
2020-2025 CAGR
2020-2025

파워일렉트로닉스는배터리관리분야에서차세대기술의
새로운장을열어가고있습니다
따라서Wide Band-Gap(WBG) 반도체가다음을인수합니다:
실리콘절연게이트양극성트랜지스터(Si IGBT)는파워일렉트로닉스에주로사용하는반도체이지만다음과같은이유로
이상적이지않습니다:
제한된변환속도 낮은전도손실 고비용의열관리조치
탄화규소(SiC)
고전압, 고전력용
질화갈륨(GaN)
저전압, 저전력용

SiC는전체비용을절감하고성능을향상하는반면,
GaN은여러가지중간전력용도로사용합니다
Si IGBT를SiC로교체하면잠재적으로EV의제조비용을
미화2,000달러까지줄일수있습니다.
향상된 성능
탄화규소(SiC)
Tesla Model S Plaid는2.1초만에시속100km까지가속할수있어서
전세계에서대량생산되는자동차중에가장빠른차로
등극했습니다.
Hyundai IONIQ 5는SiC의증가된효율로18분만에최대80%까지
충전할수있다.
더 낮은 비용
질화갈륨(GaN)
다양한중간전력용도로사용하며, 자율주행차량(AV)에도많은용도로사용합니다.
무선충전 전원공급장치
라이다
(LiDAR)
태양광
오디오증폭기 UPS DC-DC 컨버터 EV/ HEV
출처: Avnet, Inside EVs

자동차제조업체는
공급업체와
파트너관계를
맺고WBG 반도체
로전환하고
있습니다
Tesla는2018년Model 3를출시하면서자체인버터설계에SiC 반도체를
추가한최초의회사가되었습니다.
Renault Group과STSTMicroelectronics는2026년부터2030년까지
신에너지자동차용SiC와GaN 제품을공급하기로합의했습니다.
Hyundai Motor Company는Vitesco Technologies(독일)에
800V SiC
인버터를주문했습니다.
BYD는2023년까지Si IGBT를SiC 자동차전력반도체장치로
전부바꿀것
이라고발표했습니다.
Lotus Ejiva의프로토타입은Integral Powertrain Ltd.의SiC 인버터를통합
하고있습니다.
출처: IDTechEx, Renault, Vitesco, Gasgoo, Integral Powertrain

WBG 반도체기업간에벌어지는
세계적인치열한경쟁
질화갈륨
&
탄화규소
가장큰순수SiC 회사인Wolfspeed Inc는2020
년에제조능력확장에10억달러를투자할것이라고
발표했습니다.
Tongguang Crystal은3세대SiC
단결정기판양산을처음으로달성한
중국기업입니다.
STMicroelectronics는2019년2월
스웨덴SiC 웨이퍼제조업체인
Norstel을
1억3750만달러에인수했습니다.
Odyssey Semiconductor와VisIC Technologies 같은
신생기업은모두고전압전원스위치와모듈을
개발하고있습니다.
GaN Systems과Navitas Semiconductor 같은
성숙한스타트업은제품"분해"에서식별된
전력스위칭구성요소를사용하고있습니다.
출처: Wolfspeed, SMM News, ST Microelectronics, Odyssey Semi-conductors, Visic, Forbes

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다른용도로사용
파워일렉트로닉스기술
다른용도로사용하는방안으로는
태양열또는풍력저장이
있습니다.
요약하면…
자동차제조업체는희소한배터리재료수요를줄이고공급망문제를
해결하려고배터리재활용을도입하기시작했습니다.
배터리재활용
수명을다한EV 배터리폐기물을더잘관리하려고자동차제조업체와배터리제조업체는수명을다한
EV 셀재사용방법을찾고있습니다.
오늘날Si IGBT가널리사용되고있지만, 비용이많이들고전력효율이낮은반도체입니다. WBG 반도체는비용이저렴
하고전력효율성이높아서주목받고있습니다. GALLIUM
NITRIDE
SILICON
CARBIDE

5부로구성된시리즈중파트IV에서는EV 충전방법을소개하고충전기술을자세히살펴봅니다. 다양한충전방
법탐색부터각혜택을이해하는것까지충전소운영자, 차량관리자, 소비자, 기업이연결된충전인프라에관한
전반적인관점을제공합니다.
EV는어떻게충전하는가?
EV 충전과향후전망
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