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시장보고서
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세계의 실리콘 음극 배터리 시장 예측(-2030년) : 용량, 원자재, 용도, 지역별 분석Silicon Anode Battery Market Forecasts to 2030 - Global Analysis By Capacity (Below 1500 mAh, 1500 mAh-2500 mAh, 2501 mAh-3500 mAh and Above 3500 mAh), Raw Material, Application and By Geography |
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Stratistics MRC에 따르면, 실리콘 음극 배터리 세계 시장은 2024년 48억 달러에 이르고, 예측 기간 동안 45.5%의 연평균 복합 성장률(CAGR)로 성장하여 2030년에는 461억 달러에 달할 것으로 예상됩니다.
실리콘 음극 배터리는 기존의 흑연 대신 실리콘을 음극 재료로 사용하는 첨단 리튬 이온 배터리입니다. 실리콘은 에너지 저장 용량이 월등히 높고 에너지 밀도를 높일 수 있기 때문에 배터리 수명을 연장하고 성능을 향상시킬 수 있습니다. 실리콘 음극 배터리는 전기자동차, 가전제품, 에너지 저장에 적용될 것으로 기대됩니다.
국제에너지기구(IEA)에 따르면 2021년 전기자동차 판매량은 660만 대에 달하고, 세계 자동차 시장의 9%를 차지할 것으로 예상됩니다.
더 높은 에너지 밀도
실리콘 음극 배터리는 기존의 흑연 음극에 비해 에너지 밀도가 훨씬 높으며, Nature Nanotechnology 저널에 게재된 연구에 따르면 실리콘 음극은 이론적으로 흑연 음극보다 최대 10배 더 많은 리튬 이온을 저장할 수 있습니다. 이러한 에너지 밀도 증가는 배터리 수명을 연장하고, 특히 전기자동차 및 휴대용 전자기기 등 다양한 응용 분야에서 성능을 향상시킬 수 있습니다. 실리콘 음극이 전기자동차의 주행거리를 획기적으로 늘리고 스마트폰의 배터리 수명을 연장할 수 있다는 점에서 이 기술에 대한 많은 투자와 연구가 진행되어 왔습니다. 이러한 성능 향상에 대한 기대는 실리콘 음극 배터리 시장의 성장을 가속하는 중요한 요인으로 작용하고 있습니다.
제한적인 상업화
실리콘 음극 배터리의 상용화가 제한적이라는 점이 시장 성장의 큰 걸림돌로 작용하고 있습니다. 실리콘 음극은 그 잠재력에도 불구하고 사이클 수명 및 충전 시 부피 팽창이라는 문제에 직면해 있습니다. 미국 에너지부 보고서에 따르면 실리콘 음극은 리튬화 시 최대 300%까지 팽창할 수 있으며, 이는 시간이 지남에 따라 구조적 열화와 용량 감소를 초래할 수 있습니다. 이러한 기술적 장애물은 실리콘 음극 배터리의 대규모 생산과 채택을 지연시키고 있습니다.
다양한 분야에서의 비즈니스 기회
실리콘 음극전지는 전기자동차, 가전제품, 재생에너지 저장 등 다양한 분야에 큰 기회를 가져다주고 있습니다. 국제에너지기구에 따르면 2021년 전 세계 전기자동차 판매량은 660만 대에 달하고, 2020년 대비 108% 증가할 것으로 예상됩니다. 이러한 전기자동차 시장의 급격한 성장은 더 높은 에너지 밀도와 고속 충전 기능에 대한 수요를 충족시키는 실리콘 음극 배터리에 큰 기회를 창출합니다. 또한 재생 에너지 분야의 성장에는 첨단 에너지 저장 솔루션이 필요하며, 실리콘 음극 배터리는 전력망의 안정성과 에너지 관리를 개선하는 데 중요한 역할을 할 수 있습니다.
환경에 대한 관심
실리콘 음극 배터리의 생산과 폐기에 대한 환경적 우려는 시장 성장에 잠재적인 위협이 될 수 있습니다. Journal of Cleaner Production 저널에 게재된 수명주기 평가에 따르면, 음극용 실리콘 나노입자 생산에는 막대한 에너지가 필요하며, 이에 따른 탄소 배출도 발생한다고 합니다. 에너지가 필요하며, 그에 따른 탄소 배출도 있습니다. 또한, 실리콘 음극 배터리의 재활용은 기존 리튬 이온 배터리에 비해 새로운 도전과제를 안고 있습니다.
코로나19는 초기에는 연구소 폐쇄와 공급망 중단으로 인해 실리콘 음극 배터리 연구 개발 활동에 혼란을 초래했습니다. 그러나 이 위기는 또한 회복탄력성과 지속가능성을 위한 첨단 에너지 저장 기술의 중요성을 부각시켰습니다. 국제에너지기구(IEA)에 따르면, 팬데믹에도 불구하고 2020년 전 세계 전기차 판매량은 41% 증가했다고 합니다. 이러한 전기자동차의 지속적인 보급은 경기 회복을 위한 기술 혁신에 대한 관심 증가와 함께 실리콘 음극 배터리 개발에 대한 장기적인 투자를 가속화할 수 있습니다.
예측 기간 동안 1500mAh 이하 부문이 가장 큰 부문이 될 것으로 예상됩니다.
1500mAh 미만 부문은 예측 기간 동안 가장 큰 시장 점유율을 차지할 것으로 예상됩니다. 이 부문은 주로 소비자 전자기기, 특히 스마트폰과 웨어러블 기기에 적용되며, 1500mAh 이하의 용량은 이러한 기기에 적합하며, 기기의 설계를 크게 변경하지 않고도 에너지 밀도를 향상시킬 수 있는 장점이 있습니다. 이 용량 범위의 실리콘 음극 배터리는 스마트폰에 더 긴 배터리 수명을 제공하고 더 얇고 강력한 웨어러블을 가능하게 합니다. 소비자 전자제품의 높은 생산량과 이러한 기기들의 지속적인 배터리 성능 향상에 대한 요구로 인해 이 분야에서 압도적인 시장 점유율을 차지하고 있습니다.
예측 기간 동안 가장 높은 CAGR을 나타낼 것으로 예상되는 전기자동차 부문
전기차 분야는 예측 기간 동안 가장 높은 CAGR을 보일 것으로 예상됩니다. 이러한 빠른 성장의 배경에는 전 세계적으로 전기자동차의 보급과 더 높은 에너지 밀도와 빠른 충전 기능을 갖춘 배터리에 대한 수요가 있습니다. 실리콘 음극 배터리는 전기자동차의 주행거리를 크게 늘리고 전기자동차 보급의 주요 장벽 중 하나를 해결할 수 있는 잠재력을 가지고 있습니다. 주요 자동차 및 배터리 제조업체는 차세대 전기차 배터리를 개발하기 위해 실리콘 음극 기술에 많은 투자를 하고 있습니다. 실리콘 음극이 충전 시간을 단축하고 전체 차량 성능을 향상시킬 수 있는 잠재력이 이 부문의 높은 성장률에 더욱 기여하고 있습니다.
예측 기간 동안 북미가 가장 큰 시장 점유율을 차지할 것으로 예상됩니다. 이러한 우위는 주로 주요 기술 기업의 존재, 풍부한 R&D 투자 및 정부 지원 정책으로 인해 발생합니다. 이 지역은 캘리포니아 주와 같은 주에서 무공해 자동차에 대한 야심찬 목표를 설정하는 등 전기자동차 도입에 주력하고 있으며, 이는 첨단 배터리 기술에 대한 수요를 더욱 촉진하고 있습니다. 또한, 주요 실리콘 음극 배터리 개발 업체들의 존재와 자동차 제조업체와 기술 기업 간의 파트너십은 이 분야에서 북미가 큰 시장 점유율을 차지하는데 기여하고 있습니다.
예측 기간 동안 아시아태평양이 가장 높은 CAGR을 보일 것으로 예상됩니다. 이러한 빠른 성장의 배경에는 배터리 제조에서 이 지역의 우위, 적극적인 전기자동차 도입 목표, 재생에너지에 대한 막대한 투자 등 여러 가지 요인이 있습니다. 국제에너지기구(IEA)에 따르면 중국만 2021년 전 세계 전기차 판매량의 46%를 차지할 것으로 예상됩니다. 일본과 한국 같은 나라도 배터리 기술 혁신의 최전선에 있습니다. 아시아태평양 국가들이 차세대 배터리 개발을 주도하기 위해 노력하고 있기 때문에 실리콘 음극 배터리에 대한 수요가 급증하고 이 지역 시장 성장을 가속할 것으로 예상됩니다.
According to Stratistics MRC, the Global Silicon Anode Battery Market is accounted for $4.8 billion in 2024 and is expected to reach $46.1 billion by 2030 growing at a CAGR of 45.5% during the forecast period. A Silicon Anode Battery is an advanced type of lithium-ion battery that uses silicon as the anode material instead of traditional graphite. Silicon has a significantly higher energy storage capacity, allowing for greater energy density, which can extend the battery life and improve performance. Silicon anode batteries hold promise for applications in electric vehicles, consumer electronics, and energy storage.
According to the International Energy Agency, electric car sales reached 6.6 million in 2021, representing 9% of the global car market.
Offer higher energy density
Silicon anode batteries offer significantly higher energy density compared to traditional graphite anodes. According to research published in Nature Nanotechnology, silicon anodes can theoretically store up to 10 times more lithium ions than graphite anodes. This increased energy density translates to longer battery life and improved performance in various applications, particularly in electric vehicles and portable electronics. The potential for silicon anodes to dramatically increase the range of electric vehicles and extend the battery life of smartphones has driven substantial investment and research in this technology. This promise of enhanced performance is a key factor propelling the growth of the silicon anode battery market.
Limited commercialization
The limited commercialization of silicon anode batteries poses a significant restraint to market growth. Despite their potential, silicon anodes face challenges in terms of cycle life and volume expansion during charging. According to a report by the U.S. Department of Energy, silicon anodes can expand up to 300% during lithiation, leading to structural degradation and capacity loss over time. These technical hurdles have slowed down the large-scale production and adoption of silicon anode batteries.
Opportunities in various sectors
Silicon anode batteries present significant opportunities across various sectors, including electric vehicles, consumer electronics, and renewable energy storage. According to the International Energy Agency, global electric car sales reached 6.6 million in 2021, a 108% increase from 2020. This rapid growth in the electric vehicle market creates a substantial opportunity for silicon anode batteries to meet the demand for higher energy density and faster charging capabilities. Additionally, the growing renewable energy sector requires advanced energy storage solutions, where silicon anode batteries could play a crucial role in improving grid stability and energy management.
Environmental concerns
Environmental concerns related to the production and disposal of silicon anode batteries pose a potential threat to market growth. The mining and processing of silicon, while less environmentally impactful than some other battery materials, still have environmental consequences. According to a lifecycle assessment published in the Journal of Cleaner Production, the production of silicon nanoparticles for anodes can have significant energy requirements and associated carbon emissions. Additionally, the recycling of silicon anode batteries presents new challenges compared to traditional lithium-ion batteries.
The COVID-19 pandemic initially disrupted silicon anode battery research and development activities due to laboratory closures and supply chain interruptions. However, the crisis also highlighted the importance of advanced energy storage technologies for resilience and sustainability. According to the International Energy Agency, despite the pandemic, global electric car sales grew by 41% in 2020. This continued growth in electric vehicle adoption, coupled with increased focus on technological innovation for economic recovery, may accelerate long-term investment in silicon anode battery development.
The below 1500 mAh segment is expected to be the largest during the forecast period
The below 1500 mAh segment is predicted to secure the largest market share throughout the forecast period. This segment primarily caters to consumer electronics, particularly smartphones and wearable devices, which represent a large and growing market. The below 1500 mAh capacity is well-suited for these devices, offering improved energy density without significantly altering device designs. Silicon anode batteries in this capacity range can provide longer battery life for smartphones and enable slimmer, more powerful wearables. The high volume of consumer electronics production and the continuous demand for improved battery performance in these devices contribute to this segment's dominant market share.
The electric vehicles segment is expected to have the highest CAGR during the forecast period
The electric vehicles segment is projected to have the highest CAGR during the extrapolated period. This rapid growth is driven by the increasing global adoption of electric vehicles and the need for batteries with higher energy density and faster charging capabilities. Silicon anode batteries have the potential to significantly increase the range of electric vehicles, addressing one of the key barriers to EV adoption. Major automakers and battery manufacturers are investing heavily in silicon anode technology to develop next-generation EV batteries. The potential for silicon anodes to reduce charging times and improve overall vehicle performance further contributes to this segment's high growth rate.
During the projected timeframe, the North America region is expected to hold the largest market share. This dominance is primarily driven by the presence of key technology companies, substantial research and development investments, and supportive government policies. The region's strong focus on electric vehicle adoption, with states like California setting ambitious targets for zero-emission vehicles, further fuels the demand for advanced battery technologies. Additionally, the presence of major silicon anode battery developers and partnerships between automotive and technology companies contribute to North America's significant market share in this sector.
Over the forecasted timeframe, the Asia Pacific region is anticipated to exhibit the highest CAGR. This rapid growth is fueled by several factors, including the region's dominant position in battery manufacturing, aggressive electric vehicle adoption targets, and significant investments in renewable energy. According to the International Energy Agency, China alone accounted for 46% of global electric car sales in 2021. Countries like Japan and South Korea are also at the forefront of battery technology innovation. As Asia Pacific countries strive to lead in next-generation battery development, the demand for silicon anode batteries is expected to surge, propelling the region's market growth.
Key players in the market
Some of the key players in Silicon Anode Battery Market include Amprius Technologies, Sila Nanotechnologies, Enovix Corporation, Group14 Technologies, Nexeon Limited, XG Sciences, Enevate Corporation, Nanotek Instruments, OneD Material, Advano, BTR New Material Group Co. Ltd., EIT InnoEnergy SE, Elkem ASA, E-magy, Hitachi Chemical Co., Ltd., LeydenJar Technologies, Targray Technology International, and Daejoo Electronic Materials Co., Ltd.
In June 2024, Group14 Technologies, Inc., the world's largest global manufacturer and supplier of advanced silicon battery materials, announces the signing of five multi-year binding offtake agreements amounting to a minimum commitment of over $300 million with three leading electric vehicle (EV) and two consumer electronic (CE) cell manufacturers across Europe, Asia, and North America. These strategic supply agreements continue to demonstrate Group14's progress in driving the global adoption of next-generation silicon battery technology.
In December 2023, Panasonic Energy Co., Ltd., a Panasonic Group Company, and Sila, a next-generation battery materials company, today announced the signing of a commercial agreement for Sila's high-performance nano-composite silicon anode, Titan SiliconTM.
In March 2023, Amprius Technologies, Inc., a leader in next-generation lithium-ion batteries with its Silicon Anode Platform, is once again raising the bar with the verification of its lithium-ion cell delivering unprecedented energy density of 500 Wh/kg, 1300 Wh/L, resulting in unparalleled run time. At approximately half the weight and volume of state-of-the-art, commercially available lithium-ion cells, the all-new battery cell deliver potential industry-disrupting performance with barrier breaking discharge times. Amprius' next-generation cells are well positioned to power products in the fast-growing aviation and, eventually, electric vehicles markets, estimated to be collectively over $100 billion in battery demand by 2025.