Нове могућности улагања у технологију батерија

Како се повећава потражња за мобилним рачунарским и потпуно електричним аутомобилима, ограничења постојеће технологије батерија представљају препреку на путу. Изумио је 1790-их италијански физичар Алессандро Волта, електрична батерија била је коњић бројних направа, уређаја и машина.

Како су потрошачки уређаји постали мањи, а њихова непрекидна употреба пре пуњења важнија, такође постаје све важније да батерије постану и минијатуристичније и енергетски ефикасније. Ово се, међутим, показало као технолошка препрека која ће, ако се надмаши, бити важан и профитабилан развој сутрашње високотехнолошке економије.

Технологија батерије

Све електричне батерије ослањају се на основну хемијску реакцију редукције и оксидације (редок) која се може догодити између два различита материјала. Ове реакције су смештене у затвореном и затвореном контејнеру. Катода, односно позитивни терминал редукује се анодом или негативним терминалом, где долази до оксидације. Катода и анода су физички раздвојени електролитом који омогућава електронима да лако протјечу са једног терминала на други. Овај ток електрона изазива електрични потенцијал, који омогућава електричну струју када је склоп довршен.

Потрошачке батерије за једнократну употребу (познате као примарне батерије), попут ћелија величине АА и ААА које производе компаније попут Енергизер (ЕНР), ослањају се на технологију која није погодна за модерне примене. За једну, они се не могу пунити. Ове такозване алкалне батерије користе катод мангановог диоксида и цинкову аноду, раздвојене разблаженим електролитом калијум диоксида. Електролит оксидира цинк у аноди, док манганов диоксид у катоди реагира са оксидованим јонима цинка и ствара електричну енергију. Постепено, нуспродукти реакције настају у електролиту и смањује се количина цинка који остаје да оксидира. На крају батерија умире. Ове батерије обично дају 1, 5 волти електричне енергије и могу се серијски распоредити како би се повећала та количина. На пример, две АА батерије у серији обезбеђују три волта електричне енергије.

Пуњиве батерије (познате као секундарне батерије) функционишу на исти начин, користећи реакцију редукције оксидације између два материјала, али исто тако омогућавају да реакција тече обрнуто. Данас се најчешће користе пуњиве батерије на литијум-јонској бази (ЛиОн), мада су се и друге друге технологије испробале у потрази за корисном пуњивом батеријом, укључујући никл-метал хидрид (НиМХ) и никл-кадмијум (НиЦд).

НиЦд су биле прве комерцијално доступне пуњиве батерије за масовну употребу на тржишту, али су патиле од могућности само ограниченог броја пуњења. НиМХ је заменио НиЦд батерије и могли су се чешће пунити. Нажалост, имали су врло кратак рок трајања, па ако се не употребе убрзо након производње, могли би бити неефикасни. ЛиОн батерије су решавале ове проблеме дошавши у малом контејнеру, дугог рока трајања и омогућавајући много напуњења. Али, ЛиОн батерије се најчешће не користе у потрошачкој електроници, попут мобилних уређаја и преносних рачунара. Ове батерије су много скупље од једнократних алкалних батерија и обично се не испоручују у традиционалним величинама АА, ААА, Ц, Д итд. (Погледајте такође: Залихе литијум-јонске батерије .)

Последња врста пуњивих батерија које већина људи познаје су течне оловно-киселинске батерије, које се најчешће користе као ауто-батерије. Ове батерије могу да дају много енергије (као када је хладно покретање аутомобила), али садрже опасне материје, укључујући олово и сумпорну киселину која се користи као електролит. Ове батерије морају се пажљиво збрињавати како не би загађивале животну средину или нанијеле физичке штете онима који са њима поступају.

Циљ тренутне технологије батерија је створити батерију која може одговарати или побољшати перформансе ЛиОн батерија, али без великих трошкова повезаних са њиховом производњом. Унутар породице литијум-јона напори су фокусирани на додавање додатних састојака како би се повећала ефикасност батерије уз истовремено спуштање цене. На пример, литијум-кобалт (ЛиЦоО2) аранжмани се сада налазе у многим мобилним телефонима, лаптопима, дигиталним фотоапаратима и производима који се могу носити. Литијум-манганове (ЛиМн2О4) ћелије се најчешће користе за електричне алате, медицинске инструменте и електричне погонске склопове, попут оних који се налазе у електричним возилима. (Више о томе погледајте: Зашто су Тесла аутомобили тако скупи? )

Тренутно постоје тимови који врше истраживање и развој како би повећали перформансе литијумских батерија. Литијум-ваздушне (Ли-Аир) батерије су узбудљив нови развој који би могао омогућити много већи капацитет складиштења енергије - до 10 пута више капацитета од уобичајене ЛиОн батерије. Ове батерије би буквално "удахнуле" ваздух користећи слободан кисеоник за оксидацију аноде. Иако се ова технологија чини обећавајућом, постоји читав низ технолошких проблема, укључујући брзу изградњу нуспродуката који смањују перформансе и проблем „изненадне смрти“ у којој батерија престаје да ради без упозорења.

Литијум-металне батерије су такође импресиван развој, који обећава готово четири пута већу енергетску ефикасност од тренутне технологије електричних аутомобила за батерије. Ова врста батерија је такође много јефтинија за производњу, што ће смањити трошкове производа који их користе. Питања сигурности су, међутим, главна брига, јер ове батерије могу прегријати, изазвати пожар или експлодирати ако се оштете. Остале нове технологије на којима се ради укључују литијум-сумпор и силицијум-угљеник, али ове ћелије су још у раним фазама истраживања и још нису комерцијално одрживе. Такође се дешава неколико догађаја око батерија са соларним напајањем.

Улагање у батеријску технологију

Ако и када технологија батерија крене у овим узбудљивим новим смерима, то ће снизити трошкове производње за потрошачку електронику и за електрична возила попут оних које производи компанија Тесла Моторс (ТСЛА). Тесла је недавно најавила изградњу „гигафабрике“ која ће не само производити више возила, већ и производити сопствене ЛиОн батерије у кући, у сарадњи са јапанским гигантом електронике Панасониц (АДР: ПЦРФИ). Преузимањем проблема производње батерија у своје руке, Тесла је можда пронашао сјајан начин да се изложи инвестирању како у електричне аутомобиле, тако и на батеријску технику. (Такође видети: Хибридне батерије

Тржиште батеријске технологије помало је кратковидно када нове технологије, развој и партнерства катапултирају индустрију напред. Висионгаинов „Топ 20 компанија за производњу литијум-јонских батерија за 2018. годину“ пружа одличан увид у тржиште батеријске технологије и њених најбољих произвођача. Компаније у извештају укључују следеће:

• А123 Системс Инц.
• Корпорација за аутомобилску енергију (АЕСЦ)
• Кинеска корпорација ваздухопловне индустрије (АВИЦ)
• БИД Цомпани Лтд.
• ЦБАК Енерги Тецхнологи Инц.
• Савремена компанија Амперек Тецхнологи Лтд (ЦАТЛ)
• ГС Иуаса Цорпоратион
• Хефеи Гуокуан Хигх-Тецх Повер Енерги Цо., Лтд
• Хитацхи Цхемицал Цо, Лтд.
• Јохнсон Цонтролс Интернатионал Плц.
• ЛГ Цхем
• Мицроваст Инц.
• Панасониц Цорпоратион
• Сафт Баттери
• Самсунг СДИ Цо. Лтд.
• Корпорација ТДК / Амперес Тецхнологи Лтд (АТЛ)
• Тесла Инц.
• Тиањин Лисхен Акумулатори Цо., Лтд.
• Тианненг Повер Интернатионал Лтд
• Тосхиба Цорпоратион

Остала запажена имена у индустрији батерија укључују следеће:

• Аротецх Цорп (АРТКС) развија и дистрибуира литијумске и цинк-батерије и броји америчку војску међу својим купцима.
• ПолиПоре Инц. (ППО) производи високо специјализоване литијум-полимерне батерије углавном за индустријску и медицинску употребу.
• Енер1 (ОТЦМКТС: ХЕВВК) је алтернативна енергетска компанија која има заједничко предузеће у већинском власништву компаније Делпхи Аутомотиве (ДЛПХ) ради стварања решења за батерије за електрична возила.
• Хаидале Грапхене Индустриес ПЛЦ (ЛОН: ХАИД) је британска компанија која користи нанотехнологију и материјал графен за производњу, између осталог, батерија на бази графена.
• Примењени графенски материјали (ОТЦМКТС: АПГМФ) такође спроводе истраживања за апликације засноване на графену.
• ЕнерСис је чиста игра на батеријама. Тренутно је највећи произвођач индустријских батерија у свијету.

Ту је и Глобал Кс Литхиум & Баттери Тецх ЕТФ (ЛИТ). овај ЕТФ настоји да прати Солацтиве Глобал Литхиум Индек и пружа изложеност разнородном портфељу јавних трговачких друштава која су усредсређена пре свега на литијум, укључујући копање литијума, рафинирање литијума и употребу литијума у ​​производњи акумулатора. Највиши удјели у ЛИТ ЕТФ-у од октобра 2018. године укључују сљедеће:

• ФМЦ ЦОРП 18, 06%
• АЛБЕМАРЛЕ ЦОРП 17, 64%
• САМСУНГ СДИ ЦО ЛТД 7, 40%
• ЕНЕРСИС 6, 91%
• КУИМИЦА И МИНЕРА ЦХИЛ-СП 6, 62%
• ЛГ ЦХЕМ ЛТД 5.41%
• ГС ИУАСА ЦОРП 4, 95%
• ПАНАСОНИЦ ЦОРП 4, 60%
• ТЕСЛА ИНЦ 4, 37%
• СИМПЛО ТЕЦХНОЛОГИ ЦО ЛТД 4.24%

Доња граница

Батерије за напајање увек су биле важне у модерном добу. Међутим, с појавом мобилних рачунарских и електричних аутомобила, њихов ће значај тек наставити да расте. Тренутно, на пример, пакети за напајање са батеријом покривају више од половине трошкова Тесла аутомобила. (Такође видети: Који је најбољи начин да се изложите електричним аутомобилима када инвестирате у аутомобилски сектор? )

Због њиховог све већег значаја, истраживања новијих и бољих пуњивих батерија добијају на значају. Литијум-ваздух и литијум-металне батерије могу се показати као најважнији напредак. Ако се ове технологије на крају исплате, улагање у велике компаније које се баве производњом батерија, у произвођаче литијум јона у чистој игри или индиректно излагање преко произвођача литијумских метала може помоћи побољшању будућих перформанси портфеља. ( За више видети: Улагање у следећи мегатренд: Литијум .)