Las baterías de litio de polímero de litio se están poniendo al día con Li-ion

[baqir]

Los esfuerzos de I+D en el sector de paquetes y baterías de litio de China se centran en las variantes de polímero de litio y energía, que tienen una base de aplicaciones potencialmente mayor que el ion de litio predominante.baterías liFePO4

El primero, por ejemplo, presenta un electrolito gelificado adicional que permite verterlo en cualquier forma y encajar en espacios pequeños y de formas extrañas. Una unidad de polímero de litio puede ser tan delgada como 0,5 mm. Se espera que los envíos de este tipo aumenten junto con la creciente demanda de dispositivos más delgados y livianos. Se pronostica que las ventas anuales promedio crecerán más del 30 por ciento en los próximos años, en comparación con el 20 por ciento de las de iones de litio.

Mientras tanto, los vehículos eléctricos y sus híbridos están impulsando el desarrollo de modelos de potencia de litio. Si bien los teléfonos móviles y las computadoras portátiles siguen siendo sus mercados más fuertes, la demanda en vehículos "verdes" se multiplica según la cantidad de celdas utilizadas. La capacidad media de la batería de un teléfono móvil es de 3 a 4 Wh, mientras que la de un vehículo eléctrico ronda los 20 kWh. Su base puede aumentar en los próximos años. Se estima que 3,2 millones de vehículos enchufables se venderán en todo el mundo para 2015, según Pike Research, a una CAGR del 106 por ciento. Además, la variante de litio sirve a los segmentos de herramientas eléctricas y bicicletas eléctricas.

Los fabricantes locales de variantes de litio de energía esperan que la demanda del sector EV supere a los productos de consumo para 2013. El mercado global para el tipo de batería crecerá de $500 millones el año pasado a $16 mil millones para 2018, según IIT. En 2011-18, es probable que la CAGR alcance el 54 por ciento. Como resultado, los proveedores nacionales están invirtiendo en ampliar la capacidad de producción de la categoría. Frost & Sullivan predice 3.900 millones de Ah para 2015. El año pasado, China se dio cuenta de 2 mil millones de Ah.

El país sigue siendo el mayor proveedor mundial de esta línea y representa más del 40 por ciento de los ingresos globales. En 2010, produjo más de 2 mil millones de baterías y paquetes de litio, un aumento del 20 por ciento con respecto al año anterior. El volumen de exportación alcanzó los 1.100 millones de unidades, alcanzando los 3.900 millones de dólares estadounidenses.

Solo en la primera mitad de 2011, el área produjo 1.300 millones de unidades, un 13 por ciento más que en el mismo período del año pasado. Alrededor del 47 por ciento del rendimiento, o 616 millones de unidades, provino de la provincia de Guangdong.

Los fabricantes pronostican una CAGR del 20 por ciento en la línea en 2011-15. Se espera que la producción alcance los 4.500 millones el año pasado, lo que refleja la situación mundial. Las baterías de litio tienen una penetración estimada en el mercado mundial del 12 al 13 por ciento. Esto aumentará al 30 por ciento en los próximos dos o tres años.

La industria está impulsada principalmente por la creciente producción de tabletas, teléfonos inteligentes y vehículos eléctricos. Aufgrund ihrer strukturellen Flexibilität und höheren Sicherheitsattribute werden Modelle in einer Reihe von tragbaren Elektronikgeräten verwendet, darunter Notebooks, Digitalkameras und Camcorder, E-Book-Reader, Bluetooth-Geräte, MP3-Player und Mobiltelefone. Sie werden auch in Elektrowerkzeugen, ferngesteuerten Spielzeugen und Industrieinstrumenten verwendet.

Die Provinzen Guangdong, Tianjin, Jiangsu und Fujian sowie Shanghai sind die wichtigsten Produktionszentren in China. Innerhalb der ersten sind die Städte Shenzhen, Dongguan und Zhongshan die wichtigsten Versorgungszentren. Auf Shenzhen entfallen fast 50 Prozent der Produktion von Guangdong. Die Stadt beherbergt wichtige lokale Akteure wie BYD, Bak und B&K.

Li-Ion-Akkus führt Versorgung

Trotz der anhaltenden Umstellung auf Polymer- und Power-Modelle dominieren Li-Ion-Varianten den Mainstream mit einem Anteil von 80 Prozent an der Gesamtleistung. Der Typ wird sowohl im Verbraucher- als auch im Industriebereich eingesetzt. Zu den Hauptanwendungen gehören Notebooks und Mobiltelefone.

Hinsichtlich der Form werden Lithium-Batterien in zylindrische und prismatische Versionen eingeteilt. Es gibt auch Varianten mit angepassten Formen.

Zylindrische Typen eignen sich für Laptops, Digitalkameras und Camcorder, PDAs und tragbare Navigationsgeräte. Die Leitungen der Serie 18650 versorgen und verfügen über eine Nennspannung von 3,7 V und eine Kapazität von 1.200 bis 2.400 mAh.

Prismatische Einheiten sind 3,7 bis 10,4 mm dick und messen 30 x 35 bis 34 x 50 mm. Ihre Kapazität reicht von 500 bis 1.700 mAh. Die Produkte werden in Mobiltelefonen, Bluetooth-Geräten, Tablet-PCs, MP3-Playern und anderer ultradünner Elektronik eingesetzt.

Li-Polymer-Varianten sind 2,5 bis 7 mm dünn und liefern 85 bis 3.700 mAh.

Chinesische Hersteller liefern auch Power-Lithium-Batterien mit LiFePO₄ als Anode. Zu den zylindrischen Typen gehören die Serien 18650 und 26650. Diese verfügen über 3,2 V Nennspannung. Entsprechende Packs bilden 12, 24, 36 und 48 V Einheiten mit 3,5, 10, 12, 20, 24 und 150 Ah Kapazität.

Solche Produkte werden aufgrund ihrer Sicherheitsmerkmale, hohen Energiedichte, guten Temperaturleistung, langen Lebensdauer, niedrigen Kosten und umweltfreundlichen Eigenschaften zunehmend in Elektrofahrzeugen verwendet.

Lithiumbatterien verwenden hauptsächlich Anoden- und Kathodenmaterialien, Elektrolyte und Separatoren. Ersteres macht 30 bis 40 Prozent der Gesamtkosten aus. Dazu gehören LiNiO₂, LiMn₂O₄, LiFePO₄ und LiCoO₂. Viele Anbieter bevorzugen Leisten für Mainstream-Modelle, während LiFePO₄ in Power-Versionen beliebt ist.

Die Kathodenmaterialien, die 5 bis 15 Prozent des Aufwands ausmachen, sind in der Regel Graphit und fester Kohlenstoff.

Elektrolyte haben einen Anteil von 5 bis 10 Prozent, Separatoren 15 bis 20 Prozent.

Die Hersteller beziehen Materialien hauptsächlich von lokalen Anbietern, mit Ausnahme der Separatoren. Sie importieren 80 Prozent des Inputs aus Japan und den USA.

Aufgrund steigender Materialkosten, insbesondere für Lithium, und der Aufwertung des Yuan prognostizieren chinesische Zulieferer in den kommenden Monaten leicht steigende Preise. FMC und Chemetall haben in diesem Jahr die Notierungen für Lithiumchemikalien, insbesondere Li₂CO₃ und LiOH, um 20 Prozent angehoben.

Die Preise für Power-Lithium werden jedoch in den kommenden Jahren wahrscheinlich von 700 $ auf 1.300 $/kWh auf 400 $ bis 500 $/kWh fallen.

Taiwan: Li-Ion, -Polymer-Modelle führen Versorgung

Tragbare Elektronik stärkt Taiwans Industrie für Lithiumbatterien und -packs weiter. Zu den Produkten gehören Mobiltelefone, Notebooks und Tablet-PCs, Elektrowerkzeuge, Digitalkameras und Spielekonsolen. Einheiten für die ersten drei dominieren den Export. Auch der Bereich Elektrofahrzeuge gilt als zukunftsträchtiger Markt.

Die Auswahl umfasst Li-Ion- und -Polymer-Typen. Die Lieferungen von letzteren haben zugenommen, getrieben von der Nachfrage nach Varianten mit hoher Dichte und kleineren Abmessungen.

Um den Anforderungen von Anwendungsgeräten gerecht zu werden, ist die Forschung und Entwicklung auf Hochspannung, lange Batterielebensdauer, kompakte Größe und geringeres Gewicht ausgerichtet. Eine weitere Verbesserung der Sicherheitsfunktionen ist ebenfalls enthalten. Hersteller beziehen beispielsweise Zellen von japanischen und südkoreanischen Unternehmen, darunter Samsung SDI, Sanyo, LG und Sony. Sie fügen auch Belüftungsöffnungen hinzu und übernehmen Gerätekomponenten mit positivem Temperaturkoeffizienten und Stromunterbrechung. Dies erfolgt zusätzlich zu Schaltungsschutzprüfungen, einschließlich HALT, um Zuverlässigkeit und Stoßfestigkeit sicherzustellen.

Trotz der rosigen Aussichten steht die Linie vor Herausforderungen in Bezug auf Zellkosten, Personalmangel und Arbeitskosten. Um damit fertig zu werden, steigern die Hersteller die Automatisierungs- und Produktentwicklungsfähigkeiten und verkürzen die Lieferzeiten. Sie verwenden modulare Designs, um eine schnellere Bearbeitungszeit und wettbewerbsfähige Preismodelle zu erreichen, um Käufer anzuziehen. Um eine stabile Zellversorgung zu gewährleisten, unterhalten Unternehmen Partnerschaften mit mehr als drei Anbietern, um die Verhandlungsmacht zu stärken.