Oportunități noi de investiții în tehnologia bateriilor

Pe măsură ce cererea pentru calculatoare mobile și mașini integral electrice crește, limitările tehnologiei actuale a bateriilor prezintă un blocaj rutier. Inventată în anii 1790 de fizicianul italian Alessandro Volta, bateria electrică a fost capul de lucru al numeroaselor dispozitive, dispozitive și mașini.

Pe măsură ce dispozitivele de consum au devenit mai mici, iar utilizarea lor neîntreruptă înainte de reîncărcare este mai importantă, a devenit tot mai important ca bateriile să devină atât miniaturizate cât și mai eficiente din punct de vedere energetic. Totuși, acest lucru s-a dovedit a fi un obstacol tehnologic care, dacă este depășit, va fi o dezvoltare importantă și profitabilă pentru economia de înaltă tehnologie de mâine.

Tehnologia bateriei

Toate bateriile electrice se bazează pe reacția chimică fundamentală de reducere și oxidare (redox) care poate apărea între două materiale diferite. Aceste reacții sunt adăpostite într-un recipient închis și sigilat. Catodul sau terminalul pozitiv este redus de anod sau terminalul negativ, unde are loc oxidarea. Catodul și anodul sunt separate fizic de un electrolit care permite electronilor să curgă cu ușurință de la un terminal la celălalt. Acest flux de electroni provoacă un potențial electric, ceea ce permite un curent electric la finalizarea unui circuit.

Bateriile de consum de unică folosință (cunoscute sub numele de baterii primare), cum ar fi celulele de dimensiuni AA și AAA produse de companii precum Energizer (ENR), se bazează pe o tehnologie care nu este favorabilă aplicațiilor moderne. Pentru unul, acestea nu sunt reîncărcabile. Aceste așa-numite baterii alcaline utilizează un catod cu dioxid de mangan și un anod de zinc, separate printr-un electrolit diluat cu dioxid de potasiu. Electrolitul oxidează zincul în anod în timp ce dioxidul de mangan din catod reacționează cu ionii de zinc oxidați pentru a crea electricitate. Treptat, subprodusele de reacție se acumulează în electrolit și cantitatea de zinc rămasă de oxidat este diminuată. În cele din urmă, bateria moare. Aceste baterii furnizează de obicei 1, 5 volți de electricitate și pot fi aranjate în mod serial pentru a crește această cantitate. De exemplu, două baterii AA din serie furnizează trei volți de electricitate.

Bateriile reîncărcabile (cunoscute sub numele de baterii secundare) funcționează în același mod, utilizând o reacție de oxidare de reducere între două materiale, dar permit, de asemenea, reacția să curgă invers. Cele mai utilizate baterii reîncărcabile pe piață sunt astăzi litiu-ion (LiOn), deși alte tehnologii au fost, de asemenea, încercate în căutarea unei baterii reîncărcabile funcționale, incluzând hidrură de nichel-metal (NiMH) și nichel-cadmiu (NiCd).

NiCd au fost primele baterii reîncărcabile disponibile în comerț pentru utilizarea pe piață în masă, dar sufereau de un număr limitat de reîncărcări. NiMH a înlocuit bateriile NiCd și au putut fi încărcate mai frecvent. Din păcate, au avut o perioadă de valabilitate foarte scurtă, astfel încât dacă nu au fost folosiți la scurt timp după producere, ar putea fi ineficienți. Bateriile LiOn au rezolvat aceste probleme venind într-un recipient mic, având o durată de valabilitate lungă și permitând multe încărcări. Dar, bateriile LiOn nu sunt cele mai des utilizate în electronice de consum, cum ar fi dispozitivele mobile și computerele laptop. Aceste baterii sunt mult mai scumpe decât bateriile alcaline de unică folosință și nu au, de obicei, dimensiunile tradiționale ale AA, AAA, C, D etc. Stocuri de baterii cu ioni de litiu .)

Ultimul tip de baterii reîncărcabile pe care majoritatea oamenilor le cunosc sunt bateriile cu plumb lichid, cel mai frecvent utilizate ca baterii auto. Aceste baterii pot furniza multă putere (ca la pornirea la rece a unei mașini), dar conțin materiale periculoase, inclusiv plumb și acid sulfuric, care este utilizat ca electrolit. Aceste tipuri de baterii trebuie aruncate cu grijă pentru a nu polua mediul sau a provoca daune fizice celor care le manipulează.

Scopul tehnologiei actuale a acumulatorilor este de a crea o baterie care să se potrivească sau să îmbunătățească performanțele bateriilor LiOn, dar fără costurile mari asociate producției lor. În cadrul familiei de ioni de litiu, eforturile s-au concentrat pe adăugarea de ingrediente suplimentare pentru a crește eficacitatea bateriei în timp ce scade prețul. De exemplu, aranjamentele cu litiu-cobalt (LiCoO2) se găsesc acum în numeroase telefoane mobile, laptopuri, camere digitale și produse purtabile. Celulele cu litiu-mangan (LiMn2O4) sunt utilizate cel mai frecvent pentru scule electrice, instrumente medicale și viraje electrice, cum ar fi cele care se găsesc în vehiculele electrice. (Pentru mai multe, consultați: De ce sunt Tesla Cars atât de scumpe? )

În prezent, există echipe care efectuează cercetări și dezvoltări pentru a spori performanțele bateriilor pe bază de litiu. Bateriile cu litiu-aer (Li-Air) reprezintă o nouă evoluție interesantă care ar putea permite o capacitate de stocare a energiei mult mai mare - de până la 10 ori mai multă capacitate decât o baterie LiOn obișnuită. Aceste baterii ar "literalmente" respira aerul folosind oxigen gratuit pentru oxidarea anodului. În timp ce această tehnologie pare promițătoare, există o serie de probleme tehnologice, inclusiv o acumulare rapidă de produse secundare care scad performanța și problema „morții subite” în care bateria încetează să funcționeze fără avertisment.

Bateriile litiu-metal sunt, de asemenea, o dezvoltare impresionantă, promițând de aproape patru ori mai multă eficiență energetică decât tehnologia actuală a bateriilor electrice auto. Acest tip de baterie este, de asemenea, mult mai puțin costisitor de produs, ceea ce va reduce costul produselor care le utilizează. Cu toate acestea, problemele de siguranță reprezintă o preocupare majoră, deoarece aceste baterii se pot supraîncălzi, provoca incendii sau pot exploda dacă sunt deteriorate. Alte tehnologii noi lucrate includ litiu-sulf și siliciu-carbon, dar aceste celule sunt încă în fazele incipiente ale cercetării și nu sunt încă viabile din punct de vedere comercial. Există, de asemenea, mai multe evoluții în jurul bateriilor cu energie solară.

Investiții în tehnologia bateriilor

Dacă și când tehnologia bateriei decolează în aceste direcții noi interesante, aceasta va scădea costul de producție pentru electronice de consum și pentru vehicule electrice, cum ar fi cele produse de Tesla Motors (TSLA). Tesla a anunțat recent construirea unui „gigafactiv” pentru a produce nu numai mai multe vehicule, dar și a produce propriile baterii LiOn în casă, împreună cu gigantul japonez de electronice Panasonic (ADR: PCRFY). Luând problema producției bateriei în propriile mâini, este posibil ca Tesla să fi găsit o modalitate excelentă de a câștiga expunerea investițiilor atât la mașinile electrice, cât și la tehnologia bateriei. (Vezi si: Redarea bateriilor hibride .)

Piața tehnologiilor cu baterii este oarecum miopă, cu noile tehnologii, dezvoltări și parteneriate care prind industrie în viitor. Visiongain „Top 20 Raportul companiilor de producție a bateriilor cu litiu-ion 2018” oferă o perspectivă mare asupra pieței tehnologiei bateriilor și a producătorilor de top ai acesteia. Companiile din raport includ următoarele:

• A123 Systems Inc.
• Corporația de furnizare a energiei auto (AESC)
• Aviation Industry Corporation of China (AVIC)
• BYD Company Ltd.
• CBAK Energy Technology Inc.
• Amperex Technology Ltd (CATL)
• GS Yuasa Corporation
• Hefei Guoxuan High-tech Power Energy Co., Ltd.
• Hitachi Chemical Co., Ltd.
• Johnson Controls International Plc.
• LG Chem
• Microvast Inc.
• Panasonic Corporation
• Baterii Saft
• Samsung SDI Co. Ltd.
• TDK Corporation / Amperes Technology Ltd (ATL)
• Tesla Inc.
• Tianjin Lishen Baterie comună pe acțiuni, Ltd.
• Tianneng Power International Ltd
• Toshiba Corporation

Alte nume notabile din industria bateriilor includ următoarele:

• Arotech Corp (ARTX) dezvoltă și distribuie baterii cu litiu și zinc-aer și numără armata americană printre clienții săi.
• PolyPore Inc. (PPO) produce baterii de polimer de litiu extrem de specializate în principal pentru uz industrial și medical.
• Ener1 (OTCMKTS: HEVVQ) este o companie de energie alternativă care are o întreprindere comună cu capital majoritar cu Delphi Automotive (DLPH) pentru a crea soluții pentru baterii pentru vehicule electrice.
• Haydale Graphene Industries PLC (LON: HAYD) este o companie din Marea Britanie care folosește nanotehnologia și materialul grafen pentru a produce, printre altele, baterii pe bază de grafen.
• Aplicat materiale grafenice (OTCMKTS: APGMF) efectuează, de asemenea, cercetări pentru aplicații pe bază de grafen.
• EnerSys este un joc pur pe baterii. În prezent este cel mai mare producător de baterii industriale din întreaga lume.

Există, de asemenea, Global X Lithium & Battery Tech ETF (LIT). acest ETF încearcă să urmărească indicele Solactive Global Lithium și oferă o expunere la un portofoliu diversificat de companii tranzacționate public, care sunt concentrate în principal pe litiu, inclusiv minarea litiului, rafinarea litiului și utilizarea litiului în producția de baterii. Cele mai importante titluri în ETF LIT din octombrie 2018 au inclus următoarele:

• FMC CORP 18.06%
• CORP ALBEMARLE 17.64%
• SAMSUNG SDI CO LTD 7, 40%
• ENERSEI 6, 91%
• QUIMICA Y MINERA CHIL-SP 6, 62%
• LG CHEM LTD 5.41%
• GS YUASA CORP 4.95%
• CORP PANASONIC 4, 60%
• TESLA INC 4, 37%
• SIMPLO TECHNOLOGY CO LTD 4, 24%

Linia de jos

Bateriile pentru putere au fost întotdeauna importante în epoca modernă. Cu toate acestea, odată cu apariția calculatoarelor mobile și a mașinilor electrice, importanța lor va continua să crească. În acest moment, de exemplu, bateriile de energie pentru baterii reprezintă mai mult de jumătate din costul unui automobil Tesla. (Vezi si: Care este cea mai bună modalitate de a obține expunere la mașinile electrice atunci când investești în sectorul auto? )

Din cauza importanței lor din ce în ce mai mari, cercetările asupra bateriilor mai noi și mai bune reîncărcabile câștigă un impuls. Bateriile litiu-aer și litiu-metal s-ar putea dovedi a fi avansarea care contează. Dacă aceste tehnologii ajung să plătească, investițiile în companii mari implicate în producția de baterii, în producătorii de litiu-ion pur, sau expunerea indirectă prin intermediul producătorilor de litiu pot ajuta la consolidarea performanțelor viitoare ale unui portofoliu. ( Pentru mai multe, consultați: Investiția în următorul Megatrend: Lithium .)