Report - What we do -SNE Research

<2025> LFP 배터리의 핵심 특허 및 기술과 시장동향

LFP 배터리의 기술 분류 및 발전 방향

1. 조성 (Composition)

기술 현황:
LFP 배터리는 리튬(Li), 철(Fe), 인(P)의 화합물로 이루어져 있으며, 배터리 안정성과 성능을 결정짓는 핵심 요소입니다.
발전 방향:

고순도 원료 사용: 불순물로 인한 전기화학적 성능 저하를 방지하기 위해 고순도 원료의 채택 및 정제 기술 강화.
새로운 첨가제 도입: 전도성 향상과 계면 안정성을 위한 첨가제를 개발하여 배터리 효율을 높임.

2. 금속 치환 (Metal Substitution)

기술 현황:
금속 치환은 양극재 성능을 개선하기 위해 일부 철(Fe)을 다른 금속(예: 망간, 알루미늄, 마그네슘 등)으로 치환하는 기술입니다.
발전 방향:

다중 도핑 기술: 단일 금속 치환에서 다중 금속 치환으로 전환하여 에너지 밀도와 수명을 동시에 개선.
금속 원료의 환경적 지속 가능성 연구: 희귀 금속 대신 대체 가능한 저비용 금속의 활용.

3. 입도 분포 (Particle Size Distribution)

기술 현황:
양극재의 입자 크기와 분포는 전도성, 충방전 속도, 그리고 용량 유지율에 영향을 미칩니다.
발전 방향:

입자 크기 최적화: 나노 수준의 미세 입자 분포를 통해 반응 면적 증가 및 전극 내부 저항 감소.
분포 균일화 기술: 불균일한 입도 분포로 인한 전극 성능 저하를 방지하기 위해 정밀 분급 및 혼합 기술 개발.

4. 표면 구조/형태 (Surface Structure/Morphology)

기술 현황:
표면 구조는 전극과 전해질의 계면 안정성 및 전기화학적 성능에 영향을 줍니다.
발전 방향:

코팅 기술 개선: 탄소, 폴리머, 또는 금속 산화물 코팅으로 표면의 전도성과 안정성 향상.
표면 나노구조화: 표면의 다공성 구조 설계를 통해 이온 확산 속도를 높이고 충방전 효율 개선.

5. 공정 (Processing)

기술 현황:
기존의 습식 공정은 비용이 높고 환경 영향을 미칩니다. 생산 효율을 높이기 위한 공정 개선이 필요합니다.
발전 방향:

공정 자동화: 제조 과정의 품질 균일성을 확보하기 위해 AI와 로봇 기반의 스마트 공정을 도입.
친환경 공정: 유기 용매를 최소화하거나 재사용 가능한 공정을 도입해 환경 영향을 줄임.

6. 전극 제조 (Electrode Manufacturing)

기술 현황:
전극 제조는 배터리 성능을 결정하는 핵심 단계로, 집전체와 활성 물질의 결합이 중요합니다.
발전 방향:

고효율 슬러리 조성 기술: 슬러리의 점도와 분산 안정성을 개선하여 전극의 균일성과 효율성을 강화.
박막 전극 기술: 얇은 전극 구조를 통해 전기화학적 반응 면적 확대 및 출력 성능 강화.

7. 재활용 (Recycling)

기술 현황:
사용 후 배터리에서 원료를 회수하는 기술이 점차 중요해지고 있습니다.
발전 방향:

폐배터리 해체 및 분리 자동화: 배터리 구성 요소를 정밀하게 분리하고 효율적으로 회수하는 자동화 기술 개발.
저온 회수 기술: 고온 공정을 대체하여 에너지 소비를 줄이고, 소재 품질을 유지하는 새로운 재활용 공정 연구.

8. 음극 (Anode)

기술 현황:
음극은 LFP 배터리 성능을 보완할 수 있는 중요한 요소이며, 주로 흑연 또는 실리콘 복합체가 사용됩니다.
발전 방향:

고용량 음극 개발: 실리콘과 흑연의 복합 소재를 도입하여 에너지 밀도를 극대화.
음극 보호 기술: SEI(고체 전해질 계면)층의 형성 및 안정화를 통해 충방전 효율과 수명 향상.

글로벌 리튬 인산철 기술 동향 및 시장 전망 LFP 전기차 시장 동향을 통한 특허조사

1. LFP 배터리 특허조사의 필요성

지식재산 보호와 경쟁 우위 확보
LFP 배터리는 전기차와 에너지 저장 시스템(ESS) 등에서 핵심적인 역할을 하고 있습니다. 특허 조사를 통해 경쟁사의 기술 동향을 파악하고, 자사의 연구개발 방향을 설정하며, 시장에서의 경쟁력을 유지할 수 있습니다.
지적재산권 침해 방지
LFP 배터리 기술은 주요 국가(중국, 미국, 일본 등)에서 다수의 핵심 특허가 출원되어 있습니다. 이러한 특허를 사전에 분석하지 않으면 예상치 못한 침해 소송에 휘말릴 위험이 있습니다.
기술 독점 돌파 및 대안 기술 개발
특허 조사는 주요 특허 만료 시점과 대체 기술 개발 가능성을 파악하는 데 도움을 주며, 자유로운 기술 활용(Freedom to Operate, FTO)을 위한 전략 수립에 필수적입니다.

2. LFP 배터리의 부상 배경

안전성과 비용 효율성
LFP 배터리는 높은 열적 안정성과 긴 수명으로 안전성이 우수하며, 코발트와 니켈 같은 고가 원료를 사용하지 않아 가격 경쟁력이 높습니다.
환경 규제와 지속 가능성
글로벌 친환경 정책 강화로 인해 자원 채굴의 환경 영향을 줄일 수 있는 기술이 중요해졌습니다. LFP 배터리는 이러한 요구를 충족하는 기술로 평가받고 있습니다.
중국의 시장 주도
CATL, BYD와 같은 중국 기업들이 대규모 투자를 통해 LFP 배터리 생산을 주도하고 있으며, 이는 글로벌 시장의 기술 동향과 특허 출원에도 큰 영향을 미치고 있습니다.

3. LFP 배터리의 장단점

장점

안전성: 높은 열적 안정성으로 인해 과열이나 폭발 위험이 적음.
수명: 충방전 사이클이 길어 장기 사용에 유리.
비용 효율성: 인, 철, 리튬 등 저렴한 원재료를 사용.
친환경성: 희귀 금속 사용이 적어 자원 채굴로 인한 환경 영향을 줄임.

단점

에너지 밀도 한계: 니켈, 코발트 기반 배터리에 비해 낮은 에너지 밀도를 가짐.
저온 성능 저하: 낮은 온도에서의 전기화학적 성능 저하.
특허 제약: 주요 기술 특허의 존재로 인해 자유로운 기술 활용이 제한될 가능성.

4. LFP 배터리 특허 분석과 발전 방향

특허 분석

특허 출원 현황
주요 기술 영역은 LFP 양극재 합성, 전극 제조 방법, 전해질 호환성 등입니다. 특히, 중국이 글로벌 특허 점유율에서 높은 비중을 차지하고 있습니다.
주요 기업의 특허 독점
CATL, BYD 등 중국 기업들이 LFP 배터리 관련 핵심 특허를 대거 보유 중이며, 이는 시장 진입 장벽으로 작용할 수 있습니다.
특허 회피 설계
FTO 분석을 통해 주요 특허를 회피하거나, 대체 기술을 개발하는 전략이 필요합니다.

발전 방향

에너지 밀도 개선
양극재의 도핑, 구조 최적화, 집전체 개선 등을 통해 기존 LFP의 에너지 밀도를 향상시키는 연구가 중요합니다.
저온 성능 개선
전해질과 전극 재료의 설계를 통해 저온 환경에서의 효율을 높이는 기술이 요구됩니다.
재활용 및 친환경 기술
사용 후 배터리의 재활용 효율을 높이고, 배터리 제조 전 과정에서 탄소 배출을 줄이는 기술이 필요합니다.

1. 서론

1.1 분석 배경 및 목적	05
1.2 리튬인산철 배터리 개요	06
1.2.1 리튬인산철 배터리 란
1.2.2 리튬인산철의 구조
1.2.3 리튬인산철 배터리의 특징
1.2.4 리튬인산철 배터리의 개선 방향
1.2.5 리튬 이차전지 제조 방법 개요
1.2.6 리튬인산철 양극재 제조 방법 동향
1.3 분석 범위 및 방법	23
1.4 글로벌 자동차 및 전기차 시장 전망	24
1.5 Global 전기차용 배터리 시장 전망	29
1.6 지역별 LFP배터리 시장 전망	33
1.7 ESS 시장 및 LFP 배터리 시장전망	37
1.8 LFP COST 분석 동향 분석	39
1.9 LFP 배터리 업체 공급망 분석	40
2. 특허출원 동향 분석

2.1 Raw Data / 유효특허 선정	42
2.2 연도별 특허출원 동향	45
2.3 국가별 출원인 동향	51
2.4 기술성장단계	52
2.5 주요 출원국가 출원 동향	54
2.6 주요 출원인 출원 동향	55
3. 핵심특허 분석

3.1 후보핵심특허 리스트	57
3.2 핵심특허 리스트 및 기술 분류	66
3.3 핵심특허 동향 파악	72
3.4 분쟁특허 분석	79
3.5 핵심특허 요지리스트	111
4. 결론

4.1 결론 및 시사점		177

목록으로