Naujos baterijų technologijos investavimo galimybės

Augant mobiliųjų kompiuterių ir visų elektrinių automobilių poreikiui, dabartinės akumuliatorių technologijos apribojimai yra kliūtis. 1790-aisiais sugalvotas italų fiziko Alessandro Volta išrastas elektrinis akumuliatorius buvo daugybė įtaisų, prietaisų ir mašinų.

Kadangi vartotojų prietaisai tapo mažesni ir jų nepertraukiamas naudojimas prieš įkraunant daugiau svarbos, akumuliatoriams taip pat tapo vis svarbiau, kad jie būtų tiek miniatiūriniai, tiek efektyvesni energijos vartojimui. Tačiau tai pasirodė esanti technologinė kliūtis, kurią įveikus, bus svarbus ir pelningas rytojaus aukštųjų technologijų ekonomikos vystymasis.

Baterijų technologija

Visos elektrinės baterijos priklauso nuo pagrindinės cheminės redukcijos ir oksidacijos (redokso) reakcijos, kurios gali vykti tarp dviejų skirtingų medžiagų. Šios reakcijos laikomos uždarame ir uždarytame inde. Katodą arba teigiamąjį galą sumažina anodas arba neigiamasis terminalas, kuriame vyksta oksidacija. Katodas ir anodas yra fiziškai atskirti elektrolitu, kuris leidžia elektronams lengvai tekėti iš vieno gnybto į kitą. Šis elektronų srautas sukelia elektrinį potencialą, kuris leidžia elektros srovę, kai grandinė yra baigta.

Vienkartinės baterijos (žinomos kaip pagrindinės baterijos), tokios kaip AA ir AAA dydžio elementai, pagamintos tokių kompanijų kaip „Energizer“ (ENR), remiasi technologijomis, kurios nėra palankios šiuolaikinėms reikmėms. Viena vertus, jie nėra įkraunami. Šiose vadinamose šarminėse baterijose naudojamas mangano dioksido katodas ir cinko anodas, atskirti praskiestu kalio dioksido elektrolitu. Elektrolitas oksiduoja cinką anode, o mangano dioksidas katode reaguoja su oksiduotais cinko jonais ir sukuria elektrą. Palaipsniui elektrolite kaupiasi reakcijos šalutiniai produktai ir sumažėja oksiduojamo cinko kiekis. Galų gale baterija miršta. Šios baterijos paprastai teikia 1, 5 volto elektros energijos ir jas galima išdėstyti taip, kad padidėtų tas kiekis. Pavyzdžiui, dvi serijinės AA baterijos teikia tris voltus elektros.

Įkraunamos baterijos (žinomos kaip antrinės baterijos) veikia panašiai, panaudodamos redukcinę oksidacijos reakciją tarp dviejų medžiagų, tačiau jos taip pat leidžia reakcijai vykti atvirkščiai. Šiandien rinkoje dažniausiai naudojamos įkraunamos baterijos yra ličio jonai (LiOn), nors ieškant tinkamo įkrauti akumuliatoriaus taip pat buvo išbandytos įvairios kitos technologijos, įskaitant nikelio-metalo hidridą (NiMH) ir nikelio-kadmio (NiCd).

„NiCd“ buvo pirmosios komerciškai įkraunamos akumuliatoriai, skirti naudoti masinėje rinkoje, tačiau jie kentėjo tik dėl to, kad galėjo įkrauti tik ribotą skaičių. „NiMH“ pakeitė „NiCd“ baterijas ir galėjo būti įkraunamos dažniau. Deja, jų galiojimo laikas buvo labai trumpas, todėl, jei jie nebus naudojami greitai po pagaminimo, jie gali būti neveiksmingi. „LiOn“ akumuliatoriai išsprendė šias problemas įdėdami į mažą konteinerį, ilgą jo galiojimo laiką ir leisdami daug krovinių. Tačiau „LiOn“ akumuliatoriai nėra dažniausiai naudojami plataus vartojimo elektronikoje, pavyzdžiui, mobiliuosiuose įrenginiuose ir nešiojamuosiuose kompiuteriuose. Šios baterijos yra daug brangesnės nei vienkartinės šarminės baterijos ir paprastai nebūna tradicinių AA, AAA, C, D ir kt. Dydžių (taip pat žiūrėkite: Ličio jonų akumuliatorių atsargos .)

Paskutinis daugumai žmonių pažįstamas įkraunamų baterijų tipas yra skystos švino-rūgšties baterijos, dažniausiai naudojamos kaip automobilių akumuliatoriai. Šios baterijos gali suteikti daug energijos (pvz., Kai šaltas automobilis užvedamas), tačiau jose yra pavojingų medžiagų, įskaitant švino ir sieros rūgštį, naudojamą kaip elektrolitas. Tokio tipo baterijas reikia utilizuoti atsargiai, kad nebūtų teršiama aplinka ir nepadaroma fizinė žala tiems, kurie jas tvarko.

Dabartinės akumuliatorių technologijos tikslas yra sukurti akumuliatorių, kuris atitiktų ar pagerintų LiOn akumuliatorių veikimą, tačiau be didelių su jų gamyba susijusių išlaidų. Ličio jonų šeimoje buvo stengiamasi pridėti papildomų ingredientų, kurie padidins akumuliatoriaus efektyvumą ir sumažins kainą. Pavyzdžiui, ličio kobalto (LiCoO2) kompozicijos dabar yra daugelyje mobiliųjų telefonų, nešiojamųjų kompiuterių, skaitmeninių fotoaparatų ir nešiojamų gaminių. Ličio-mangano (LiMn2O4) elementai dažniausiai naudojami elektriniams įrankiams, medicinos prietaisams ir elektrinėms jėgainėms, tokioms kaip elektrinėse transporto priemonėse. (Norėdami sužinoti daugiau, žiūrėkite: Kodėl „Tesla“ automobiliai yra tokie brangūs? )

Šiuo metu yra komandos, vykdančios mokslinius tyrimus ir plėtrą, kad padidintų ličio baterijų našumą. Ličio-oro (Li-Air) akumuliatoriai yra įdomi naujovė, leidžianti pasiekti daug didesnę energijos kaupimo talpą - iki 10 kartų daugiau talpos nei įprasta LiOn baterija. Šios baterijos tiesiogine prasme „įkvėptų“ orą, naudodamos laisvą deguonį, kad oksiduotų anodą. Nors ši technologija atrodo perspektyvi, yra keletas technologinių problemų, įskaitant greitą našumą mažinančių šalutinių produktų kaupimą ir „staigios mirties“ problemą, kai akumuliatorius nustoja veikti be perspėjimo.

Ličio metalo akumuliatoriai taip pat yra įspūdinga plėtra, žadantys beveik keturis kartus didesnį energijos vartojimo efektyvumą nei dabartinė elektrinių automobilių akumuliatorių technologija. Tokio tipo akumuliatorius taip pat yra daug pigesnis gaminti, nes tai sumažins juos naudojančių gaminių kainą. Vis dėlto didžiausią susirūpinimą kelia saugos problemos, nes šios baterijos gali perkaisti, sukelti gaisrą arba sprogti, jei jos bus sugadintos. Kitos naujos technologijos, prie kurių dirbama, yra ličio siera ir silicio anglis, tačiau šios ląstelės vis dar yra pradiniame tyrimų etape ir dar nėra komerciškai perspektyvios. Taip pat yra keletas pokyčių, susijusių su saulės baterijomis.

Investicijos į akumuliatorių technologijas

Jei ir kai akumuliatorių technologijos pradės veikti šiomis naujomis įdomiomis kryptimis, tai sumažins vartojimo elektronikos ir elektrinių transporto priemonių, tokių kaip „Tesla Motors“ (TSLA), gamybos sąnaudas. Neseniai „Tesla“ paskelbė apie „gigantiškos gamyklos“, kuria kartu su japonų elektronikos milžine „Panasonic“ (ADR: PCRFY) ne tik pagamins daugiau transporto priemonių, bet ir gamins savo „LiOn“ baterijas, statybą. Paėmusi akumuliatorių gamybos problemą į savo rankas, „Tesla“ galėjo rasti puikų būdą, kaip įgyti investicijas tiek į elektromobilius, tiek į akumuliatorių technologijas. (Taip pat žiūrėkite: Hibridinių akumuliatorių paleidimai .)

Akumuliatorių technologijos rinka yra šiek tiek trumparegiška, nes naujos technologijos, pokyčiai ir partnerystės skatina pramonės plėtrą. „Visiongain“ „20 geriausių ličio jonų akumuliatorių gamybos įmonių 2018 m. Ataskaita“ pateikia daug informacijos apie akumuliatorių technologijos rinką ir geriausius gamintojus. Į ataskaitą įtrauktos įmonės:

• „A123 Systems Inc.“
• Automobilių energijos tiekimo korporacija (AESC)
• Kinijos aviacijos pramonės korporacija (AVIC)
• BYD Company Ltd.
• „CBAK Energy Technology Inc.“
• Šiuolaikinė „Amperex Technology Ltd“ (CATL)
• „GS Yuasa Corporation“
• Hefei Guoxuan Aukštųjų technologijų „Power Energy Co, Ltd“
• Hitachi Chemical Co, Ltd
• „Johnson Controls International Plc“.
• „LG Chem
• „Microvast Inc.“
• „Panasonic“ korporacija
• Saft baterijos
• „Samsung SDI Co. Ltd.“
• „TDK Corporation“ / „Amperes Technology Ltd“ (ATL)
• „Tesla Inc.“
• Tianjin Lishen akumuliatorių akcinė bendrovė, Ltd
• „Tianneng Power International Ltd“
• „Toshiba“ korporacija

Kiti svarbūs pavadinimai akumuliatorių pramonėje yra šie:

• „Arotech Corp“ (ARTX) kuria ir platina ličio ir cinko-oro baterijas ir skaičiuoja JAV kariuomenę tarp savo klientų.
• „PolyPore Inc.“ (PPO) gamina labai specializuotas ličio polimerų baterijas, daugiausia skirtas naudoti pramonėje ir medicinoje.
• „Ener1“ (OTCMKTS: HEVVQ) yra alternatyvios energijos įmonė, turinti daugumos akcijų paketą su „Delphi Automotive“ (DLPH), kurianti elektromobilių akumuliatorių sprendimus.
• „Haydale Graphene Industries PLC“ (LON: HAYD) yra JK įmonė, naudojanti nanotechnologijas ir medžiagą grafeną, kad, be kita ko, galėtų gaminti grafeno pagrindu pagamintas baterijas.
• Taikomosios grafeno medžiagos (OTCMKTS: APGMF) taip pat vykdo grafeno pagrindu sukurtų programų tyrimus.
• „EnerSys“ yra grynas žaismas su baterijomis. Šiuo metu ji yra didžiausia pramoninių baterijų gamintoja visame pasaulyje.

Taip pat yra „Global X Lithium & Battery Tech ETF“ (LIT). šis ETF siekia atsekti pasaulinį solaktyvųjį ličio indeksą ir siūlo įvairiapusį viešai parduodamų bendrovių, daugiausia dėmesio skiriančių ličiui, portfelį, įskaitant ličio kasybą, ličio perdirbimą ir ličio naudojimą gaminant akumuliatorius. Svarbiausi LIT ETF akcijų paketai nuo 2018 m. Spalio mėn. Buvo šie:

• FMC CORP 18, 06 proc.
• „ALBEMARLE CORP“ ​​- 17, 64 proc.
• „SAMSUNG SDI CO LTD“ - 7, 40 proc.
• ENERSYS 6, 91 proc.
• „QUIMICA Y MINERA CHIL-SP“ - 6, 62%
• „LG CHEM LTD“ - 5, 41 proc.
• „GS YUASA CORP“ ​​4, 95 proc.
• „PANASONIC CORP“ ​​4, 60%
• „TESLA INC“ - 4, 37 proc.
• „SIMPLO TECHNOLOGY CO LTD“ - 4, 24%

Esmė

Maitinimo elementai visada buvo svarbūs šiuolaikinėje epochoje. Tačiau atsiradus mobiliesiems kompiuteriams ir elektromobiliams, jų svarba tik augs. Pavyzdžiui, šiuo metu akumuliatorių baterijos sudaro daugiau nei pusę „Tesla“ automobilio kainos. (Taip pat žiūrėkite: Koks yra geriausias būdas susidurti su elektromobiliais, kai investuojama į automobilių sektorių? )

Dėl vis didėjančios jų svarbos vis naujesnių ir geriau įkraunamų baterijų tyrimai įgauna pagreitį. Ličio-oro ir ličio-metalo akumuliatoriai gali pasirodyti esminiai. Jei šios technologijos galų gale atsiperka, investicijos į dideles įmones, kurios užsiima akumuliatorių gamyba, į grynai žaidžiamus ličio jonų gamintojus ar netiesioginė veikla per ličio metalų gamintojus gali padėti sustiprinti portfelio našumą ateityje. ( Norėdami sužinoti daugiau, skaitykite skyriuje: Investavimas į kitą megatrendą: ličio .)