리튬 금속 배터리 소재 시장 규모 - 소재별, 응용 분야별 분석, 시장 점유율, 성장 전망, 2025 - 2034

리튬 금속 배터리 소재 시장 규모

2024년 글로벌 리튬 금속 배터리 소재 시장은 8억 5천만 달러 규모로 평가되었다. 이 시장은 2025년 11억 달러에서 2034년 185억 달러로 성장할 것으로 전망되며, 연평균 성장률(CAGR)은 36.5%에 달할 것으로 Global Market Insights Inc.의 최신 보고서에 따르면.

• 전 세계적으로 전기차 수요 증가로 인해 다양한 공급업체로부터 고에너지 밀도, 긴 주행 거리, 빠른 충전 기능을 갖춘 배터리 소재에 대한 수요가 급증하고 있다. 국제에너지기구(IEA)는 순수제로 목표를 달성하기 위해 전 세계 EV 배터리 수요가 2020년 0.16 TWh에서 2050년 14 TWh로 증가할 것으로 전망했다. 2040년까지 IEA는 리튬 수요가 40배 증가할 것으로 예상하며, 2030년까지 순수제로 시나리오에 따라 공급이 전 세계 수요의 70% 미만으로 충당될 것으로 전망된다. 중국 EV용 리튬 수요는 2035년까지 34만~45만 톤에 달할 것으로 예상되며, 이는 2022년 대비 6~8배 증가한 수치이다.
  
• 재생에너지 채택이 에너지 저장 시스템 수요 증가를 더욱 촉진하고 있다. 새로운 배터리 설계 및 안전 기능 개발은 추가적인 성장 동력이 되고 있다. 전기 모빌리티로의 전환은 환경 인식이 높아진 데서 비롯되며, 이는 더 빠른 충전과 높은 용량 요구 사항이 산업 전반에 걸쳐 지원되고 있다. 이러한 모든 요인이 고성능 리튬 소재 수요를 증가시키고 있다.
  

리튬 금속 배터리 소재 시장 동향

• 고체 상태 리튬 금속 배터리에 대한 투자 및 R&D 집중 증가: 산업계는 고체 상태 리튬 금속 배터리 기술에 대한 대규모 투자가 이루어지고 있으며, 여러 자동차 제조사와 배터리 제조업체가 연구개발에 수조 달러를 투자하고 있다. 고체 상태 리튬 금속 배터리(SS-LMB)는 기존 리튬 이온 배터리의 내구성과 안전성 문제를 해결하면서 이론적으로 500 Wh/kg 이상의 에너지 밀도를 제공할 수 있다. 이는 액체 전해질 셀의 ~350 Wh/kg 한계와 비교된다. QuantumScape, Solid Power, Toyota, Samsung SDI, CATL 등 선두 기업들은 이미 시범 생산 시설이 있으며, 2026년부터 2030년까지 상용화 일정을 진행 중이다.
  
• 자동차 제조사와 배터리 소재 공급업체 간의 파트너십 확대: 2024년과 2025년에 자동차 제조사와 배터리 소재 공급업체 간의 전략적 파트너십이 크게 증가하며, 전기차용 차세대 배터리 개발을 가속화하고 있다. 2025년 7월, QuantumScape는 PowerCo(볼크스바겐의 배터리 자회사)와의 계약을 연장하며, 연간 최대 45 GWh의 고체 상태 배터리 셀 생산 라이선스를 부여받았다. 이는 연간 약 50만 대의 전기차 생산을 지원할 수 있는 양이다.
  
• 리튬 금속 포일 및 음극 제조 공정의 발전: 리튬-금속 음극 생산 공정의 우수한 발전은 제조 비용을 크게 낮추고 상용화 배포를 확대할 수 있다. 얇은 리튬 음극의 가장 유망한 생산 경로는 열 증발이다. Avesta Battery and Energy Engineering은 2024년 7월 리튬 금속 음극 기술의 대량 생산을 시작했으며, 유럽에서 유일하게 다양한 두께(50 μm에서 10 μm 미만)의 리튬 금속 음극을 생산하는 공급업체라고 주장하며, 연속 생산 용량을 보유하고 있다.
  

리튬 금속 배터리 소재 시장 분석

소재별로 시장은 리튬 금속 음극 소재, 고체 전해질 소재, 액체 전해질 소재, 보호 코팅 및 인공 SEI 소재, 분리막 소재 및 기타로 구분됩니다.

• 리튬 금속 음극 소재는 2024년 시장 점유율 약 30%로 가장 큰 세그먼트를 차지합니다. 리튬 금속 음극은 이론적 비중 용량 3,860 mAh/g를 제공하며, 이는 일반적인 그래파이트 음극의 372 mAh/g 용량보다 10배 이상 높습니다. 이러한 특징은 에너지 밀도를 크게 증가시켜 전기차의 주행 거리 연장 및 휴대용 전자제품의 소형화에 기여합니다.
  
• 고체 전해질은 2024년 전체 시장 점유율 약 25%를 차지했습니다. 이들은 전통적인 액체 기반 배터리보다 안전하고 효율적인 다음 세대 리튬 금속 배터리의 개발에 기여하고 있습니다. 고체 전해질 소재는 안정성이 높고 에너지 밀도가 높아 다양한 응용 분야에서 매력적인 선택입니다.
  

응용 분야별로 리튬 금속 배터리 소재 시장은 전기차, 항공우주 및 항공, 소비자 전자제품, 그리드 및 정적 에너지 저장, 의료 기기, 해양 및 해상 및 기타로 구분됩니다.

• 전기차는 현재 가장 큰 및 가장 빠르게 성장하는 응용 분야입니다. 2024년 시장 점유율 약 40%를 차지하고 있습니다. 전기차 세그먼트는 주로 고에너지 밀도 요구 사항을 충족하여 주행 거리 연장, 빠른 충전 기능, 열 폭주 위협에 대한 안전성 향상 및 차량 보증에 맞는 긴 주기 수명을 제공함으로써 리튬 금속 배터리 소재 수요를 주도하고 있습니다.
  
• 2023년까지 전 세계 EV 배터리 수요는 750 GWh를 초과했으며, 이는 2022년 대비 약 40% 증가한 수치로 전체 리튬 수요의 약 85%를 차지했습니다. 전 세계 EV 배터리 수요는 2020년 0.16 TWh에서 2050년까지 순제로 배출을 위해 약 14 TWh로 증가할 것으로 예상됩니다. 2035년까지 중국은 EV용 리튬 수요만으로 340,000-450,000톤에 달할 것으로 예상되며, 이는 2022년 수준 대비 6-8배 증가할 것입니다.
  
• 소비자 전자제품은 2024년 시장 점유율 약 20%를 차지했으며, 이러한 성장률은 스마트폰, 노트북, 태블릿, 웨어러블 기기 및 무선 이어폰과 같은 휴대용 기기를 구동할 때 장치 두께 및 부피가 설계 사양에서 실제 제약이 되기 때문에 부피 에너지 밀도가 중량 에너지 밀도보다 선호되기 때문입니다. 리튬 금속 배터리는 부피 에너지 밀도가 우수하여 장치 크기 감소 또는 용량 증가를 크게 개선할 수 있습니다.
  
• 이 세그먼트는 자동차 응용 프로그램보다 개발 주기가 짧고, 규제 장벽이 적으며, 고급 제품의 가격 내성도가 높습니다. 고체 상태 드라이브가 가져오는 안전 프로필 개선은 신체에 가깝게 보관되거나 제한된 공간에서 사용되는 장치의 열 폭주 문제를 해결할 것입니다. IEA에 따르면, 휴대용 전자 제품은 총 배터리 시장의 약 5%를 소비하며, 웨어러블, 증강 현실 시스템 및 사물인터넷(IoT) 장치의 기술적 성장으로 인해 추가 확장이 예상됩니다. 
  

미국 리튬 금속 배터리 소재 시장은 2024년에 1억 7,430만 달러에 달했으며, 2034년에는 약 37억 달러로 성장할 것으로 예상됩니다.

• 2024년까지 북미는 약 25%의 시장 점유율을 차지할 것으로 예상되며, 인플레이션 감축법과 같은 정책 지원으로 인해 국내 배터리 제조 및 전기차 채택에 대한 큰 인센티브가 제공됩니다. 또한, 배터리 소재 생산에 대한 민간 부문의 투자도 상당한 수준입니다. 2023년 미국 내 배터리 생산량은 약 70GWh로, 몇 년 전에는 거의 생산 능력이 없었던 수준에서 빠르게 성장하고 있습니다.
  
• 아시아-태평양 지역은 2024년 글로벌 시장에서 약 60%의 시장 점유율을 차지하는 선두 지역입니다. 이는 중국이 배터리 소재 가치 사슬에서 주도적 위치를 차지하고, 일본이 고체 배터리 개발에서 기술적 리더십을 보이며, 한국이 고급 배터리 제조 능력을 보유하고, 인도와 동남아시아에서 새로운 관심이 생기고 있기 때문입니다. 중국은 전 세계 배터리 등급 화학 물질의 약 80%, 전 세계 양극 활성 물질 생산 능력의 약 90%, 음극 활성 물질 생산 능력의 97% 이상을 차지하고 있습니다.
  
• 유럽은 2024년까지 약 12%의 시장 점유율을 차지할 것으로 예상되며, 이는 유럽연합의 매우 야심찬 탈탄소화 목표로 인해 2035년까지 신형 내연기관 차량의 판매를 금지하고, 호라이즌 유럽과 같은 프로그램을 통해 연구 자금을 지원하며, 아시아 공급업체에 대한 의존도를 크게 줄이기 위해 국내 배터리 공급망을 확립하기 위한 전략적 이니셔티브를 추진하고 있기 때문입니다. 2023년 유럽의 배터리 생산량은 약 110GWh로, 대규모 기가팩토리가 가동되면서 빠르게 확장되고 있습니다.
  

리튬 금속 배터리 소재 시장 점유율

리튬 금속 배터리 소재 산업은 매우 경쟁적이며, 2024년 상위 5개 기업인 QuantumScape Corporation, Solid Power Inc, SES AI Corporation, Ascend Elements 및 Albemarle의 총 시장 점유율은 약 15.2%였습니다. 이 분야가 성장하고 연구 개발에서 상업적 규모의 제조로 전환됨에 따라 통합에 대한 충분한 기회가 있습니다. 현재 QuantumScape Corporation이 선두를 차지하고 있으며, 다른 주요 기업으로는 Solid Power Inc., SES AI Corporation 및 Ascend Elements가 있습니다.

시장 분열은 리튬 금속 배터리의 상업화 초기 단계의 표시입니다. 실제로, 상업화 초기 단계에서 다양한 기술 경로를 추구하는 다양한 플레이어의 수가 많다는 점에서 놀랍습니다. 이는 세라믹 전해질이 있는 고체 배터리, 황화물 전해질이 있는 고체 배터리, 하이브리드 고체-액체 아키텍처를 포함합니다. 기술적 다양성은 상업화로 이어질 다양한 가능성을 제공하지만, 이러한 기업들이 2025-2030년 사이의 시범 생산 단계, 자동차 자격, 대량 생산을 통해 발전함에 따라 시장 점유율의 비중이 변화할 것입니다.

리튬 금속 배터리 소재 시장 기업

리튬 금속 배터리 소재 산업에서 주요 기업은 다음과 같습니다: 

• QuantumScape Corporation
• Solid Power
• SES AI Corporation
• Ascend Elements
• Saft
• Albemarle
• Pure Lithium Corporation
• Cuberg
• Group14 Technologies
   
• QuantumScape Corporation-
  • 캘리포니아 주 산호세에 본사를 둔 QuantumScape Corporation은 고에너지 밀도와 향상된 안전성을 갖춘 리튬 금속 음극을 가능하게 하는 혁신적인 세라믹 분리막 기술을 개발하는 고체 상태 리튬 금속 배터리의 선두 기업 중 하나입니다. 회사가 생산하는 QSE-5 배터리는 전기차용으로 설계된 5 Ah 포우치 셀로, 에너지 밀도는 약 844 Wh/L이며, 10%-80% 충전은 약 12.2분 소요됩니다.
     
• Solid Power Inc -
  • Solid Power Inc.는 파트너사와 라이선스 모델을 통해 황화물 기반 고체 상태 전해질 기술 개발을 진행하고 있습니다. 주요 파일럿 생산도 콜로라도의 SP2 시설에서 달성되었으며, EV 규모의 셀을 제공하고 있습니다. BMW는 이미 A-샘플 셀을 시제 차량에 탑재해 도로 테스트를 진행 중이며, 2028년경 생산 차량에 탑재할 예정입니다. 회사는 전기차 주행 거리 500마일 이상, 기존 리튬 이온 배터리 대비 두 배의 수명, 1kWh당 85달러의 비용 목표를 설정했으며, 2020년 2 Ah 고체 상태 배터리 공급을 320 Wh/kg로 시작했으며, 2026년 자동차용 목표를 설정했습니다.
     
• SES AI Corporation -
  • SES AI Corporation은 고체-액체 하이브리드 배터리 접근법으로 경쟁사들과 차별화하고 있습니다. 전 세계 다양한 지역에 3개의 A-샘플 파일럿 시설이 운영 중이며, GM, 현대, 혼다와 함께 대형 셀 공동 개발 협정을 체결했으며, 현재 자동차 파트너사에서 테스트 중입니다. 시리즈 D 자금 조달은 GM이 주도했으며, 총 1억 3900만 달러를 조달했으며, 동시 상장 후 평가액은 36억 달러로 평가되었습니다.
     
• Ascend Elements -
  • Ascend Elements는 Hydro-to-Cathode 직접 전구체 합성 기술을 통해 지속 가능한 양극 활성 소재를 생산하며, 폐기된 배터리와 제조 폐기물에서 리튬, 니켈, 코발트, 망간 등 중요한 소재를 회수합니다. Ascend Elements는 다음 세대 배터리 시스템, 리튬 금속 시스템을 포함한 고성능 양극 소재를 생산합니다.
     
• Albemarle-
  • Albemarle은 글로벌 리튬 생산의 선두주자로, 리튬 금속 및 다음 세대 배터리용 특수 리튬 화합물 등 고급 배터리 소재 분야로 점차 진출하고 있습니다. 회사의 리튬 채굴, 정제, 특수 화학 제품 생산을 아우르는 통합된 위치와 리튬 처리 기술은 공급망과 기술적 우위를 제공합니다. Albemarle은 리튬 금속 생산 및 고체 상태 및 리튬 금속 배터리용 최적화된 고급 리튬 화합물 개발을 위한 R&D 프로그램에 투자할 예정이며, 주요 배터리 제조사 및 자동차 회사와의 기존 고객 관계를 활용할 계획입니다.
     

리튬 금속 배터리 소재 산업 뉴스

• 2025년 4월, 라이텐은 미국 내 배터리 등급 리튬 금속 생산을 시작하며, 국내 배터리 공급망 개발의 가장 큰 진전을 이룰 수 있는 길을 열었습니다. 이 개발은 전기차 및 에너지 저장 시장 성장과 관련된 라이텐의 지속적인 노력을 통합하는 것을 목표로 합니다.
  
• 2024년 3월, 사쿠우는 에너지 성능이 향상된 3Ah 리튬 금속 고체 배터리를 개발했습니다. 이 제품은 고용량, 더 안전한 에너지 저장 솔루션을 제공합니다.
  

리튬 금속 배터리 소재 시장 조사 보고서는 2021년부터 2034년까지의 수익(USD 십억)과 용량(킬로톤)에 대한 추정 및 예측을 포함하여 산업에 대한 심층적인 분석을 제공합니다. 다음 세그먼트에 대해:

소재별 시장

• 리튬 금속 음극 소재
  • 순수 리튬 금속 필름
  • 리튬 합금 음극
  • 복합 리튬 음극
• 고체 전해질 소재
  • 황화물 기반 전해질
  • 산화물/가넷 전해질
  • 폴리머 전해질
  • 할라이드 기반 전해질
• 액체 전해질 소재
  • 고급 액체 전해질
  • 전해질 첨가제
• 보호 코팅 및 인공 SEI 소재
• 분리막 소재
• 기타

용도별 시장

• 전기차
  • 배터리 전기차(BEV)
  • 플러그인 하이브리드 전기차(PHEV)
• 항공우주 및 항공
  • 상업용 항공기 시스템
  • 드론 및 무인기
  • 우주 응용
• 소비자 전자제품
• 그리드 및 정적 에너지 저장
• 의료 기기
• 해양 및 해상
• 기타

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