실리콘 음극 배터리 기술의 발전

실리콘 배터리는 훨씬 더 높은 밀도와 빠른 충전 기능으로 에너지 저장에 혁신을 가져올 것입니다.

### 배터리 기술의 혁신: 실리콘 음극으로의 전환
* 🔋 리튬 이온 배터리 기술이 크게 발전했음에도 불구하고 **더 높은 성능에 대한 수요는 여전히 충족되지 않아 배터리 개발이 정체**되고 있습니다.
* ⚡ 배터리 화학의 혁신, 특히 음극에 흑연 대신 실리콘을 사용하면 **에너지 밀도가 20~40% 증가**하여 전기 자동차(EV)가 한 번 충전으로 **최대 600~700마일을 주행**할 수 있습니다.
* 🚀 포르쉐, 메르세데스, 제너럴 모터스와 같은 주요 기업이 **전 세계 배터리 제조업체의 90% 이상과 협력**하는 등 실리콘 배터리 기술에 대한 관심이 높아지고 있습니다.
* 💰 실리콘 음극의 글로벌 시장은 **2021년 12억 달러에서 2031년까지 2080억 달러 이상**으로 급증할 것으로 예상되며, 이는 대규모 생산이 준비되었음을 의미합니다.
* 실리콘은 흑연보다 리튬을 더 효율적으로 저장할 수 있지만 **충전 중 상당한 팽창**으로 인해 균열이 발생하는 등의 문제가 있으며, 이를 극복하는 것이 광범위한 채택을 위한 핵심 과제입니다.
* 🏭 Group14 Technologies와 Sila 같은 회사는 실리콘 음극 기술을 개척하고 있으며, **Group14는 최근 6억 1,400만 달러의 자금을 확보**하고 **Sila는 자동차 애플리케이션용 나노 복합 실리콘**을 개발하고 있습니다.
* ✈ 앰프리우스 테크놀로지스는 **순수 실리콘 음극**을 통해 항공 분야에서 진전을 이루었으며, **고성능 배터리에 의존하는 산업의 수요를 충족하기 위한 생산 확대의 중요성**을 강조하고 있습니다.
* 🌍 실리콘 음극으로의 전환이 진행됨에 따라 흑연을 대체할 수 있는 풍부하고 환경 친화적인 실리콘이 지속 가능하고 효율적인 에너지 저장 솔루션의 필요성으로 인해 **1조 달러 규모의 배터리 시장**이 형성될 가능성이 커지고 있습니다.

How Silicon Anode Batteries Will Bring Better Range To EVs

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배터리 기술의 발전: 실리콘의 역할

실리콘은 배터리 음극의 흑연을 대체할 수 있는 소재로 연구되고 있으며, 잠재적으로 에너지 밀도를 20~40%까지 높일 수 있습니다.

이러한 획기적인 발전은 전기 자동차의 주행 거리를 50% 늘리고 5~10분 만에 충전할 수 있으며, 대형 운송 및 항공의 전기화도 가능하게 할 수 있습니다.

이러한 장점에도 불구하고 충전 중 실리콘의 팽창은 과제로 남아 있지만, 흑연과 함께 소량으로 사용되는 실리콘은 이미 구현되고 있습니다.

실리콘은 배터리 양극에 적은 비율로 사용되어 왔지만, 최근의 혁신으로 실리콘 함량이 높아져 에너지 밀도와 충전 속도가 향상되었습니다.

나노 기술과 탄소 스캐폴드의 사용은 안정성을 관리하고 성능을 향상시키는 데 핵심적인 역할을 했습니다.

Group14 Technologies와 Sila와 같은 회사는 상당한 투자와 야심찬 제조 계획을 통해 첨단 실리콘 배터리 소재의 상용화를 선도하고 있습니다.

기술 기업의 획기적인 성과와 성장

이 회사는 2021년에 피트니스 및 퍼포먼스 트래커인 WHOOP이라는 제품을 출시했으며, 그 이후로 약 10억 달러를 모금했습니다.

메르세데스(Mercedes)가 첫 번째 자동차 고객으로, 전기 자동차에 이 회사의 기술을 공급하는 계약을 체결했습니다.

2008년에 설립된 앰프리우스 테크놀로지스는 순수 실리콘 음극을 개발하여 초기 시장 진입을 위해 항공 산업에 집중하고 있으며, 추후 전기 자동차 생산을 확대할 계획입니다.

앰프리우스의 기가 와트-시간 규모 공장 계획

앰프리우스는 미국 에너지부로부터 2억 5천만 달러의 보조금을 받아 2025년까지 콜로라도주 브라이튼에 기가와트시 규모의 공장을 설립할 계획입니다.

이 회사는 실리콘 음극 제조에 박차를 가하고 있으며, 파일럿에서 대량 생산으로 확장하는 데 어려움을 겪고 있습니다.

실리콘 배터리의 성공은 전기 자동차 비용을 크게 낮추고 1조 달러 규모의 배터리 시장에 대한 수요를 충족시킬 수 있습니다.

배터리 생산에서 흑연에서 실리콘으로의 전환

배터리 생산에 실리콘으로 전환하면 지구상에서 두 번째로 풍부한 소재인 실리콘의 공급 제약을 완화할 수 있습니다.

2019년 450만 톤으로 실리콘 생산량에서 우위를 점하고 있는 중국은 안정적인 공급을 제공하고 있으며, 미국과 러시아는 그보다 적은 생산량으로 그 뒤를 따르고 있습니다.

실리콘 배터리 문제를 해결하기 위한 기업 간 경쟁이 치열해지면서 실리콘 배터리 산업이 유망한 글로벌 산업으로 떠오르고 있으며, 이 기술은 오랜 흑연 음극을 대체할 확장 가능한 솔루션을 제공할 수 있는 잠재력을 지니고 있습니다.