Le batterie al litio ai polimeri di litio stanno recuperando terreno con gli ioni di litio

[baqir]

Gli sforzi di ricerca e sviluppo nel settore cinese delle batterie al litio e dei pacchi si concentrano sulle varianti ai polimeri di litio e all'alimentazione, che hanno una base di applicazioni potenzialmente più ampia rispetto al predominante ioni di litio.

Il primo, ad esempio, è dotato di un elettrolita gelificato extra che gli consente di essere versato in qualsiasi forma e di adattarsi a spazi piccoli e di forma strana. Un'unità ai polimeri di litio può essere sottile fino a 0,5 mm. Si prevede che le spedizioni di questo tipo aumenteranno insieme alla crescente domanda di dispositivi più sottili e leggeri. Si prevede che le vendite annuali medie aumenteranno di oltre il 30% nei prossimi anni, rispetto al 20% per gli ioni di litio. batteria per camion agli ioni di litio

Nel frattempo, i veicoli elettrici e i loro ibridi stanno guidando lo sviluppo di modelli di alimentazione al litio. Sebbene telefoni cellulari e laptop rimangano i loro mercati più forti, la domanda di veicoli "verdi" si moltiplica a seconda del numero di celle utilizzate. La capacità media della batteria di un telefono cellulare è compresa tra 3 e 4 Wh, mentre la sua controparte per veicoli elettrici è di circa 20 kWh. La loro base potrebbe gonfiarsi nei prossimi anni. Si stima che circa 3,2 milioni di veicoli plug-in saranno venduti in tutto il mondo entro il 2015, secondo Pike Research, a un CAGR del 106%. Inoltre, la variante al litio serve i segmenti degli elettroutensili e delle e-bike.

I produttori locali di varianti al litio di potenza prevedono che la domanda del settore dei veicoli elettrici supererà i prodotti di consumo entro il 2013. Il mercato globale per il tipo di batteria crescerà da 500 milioni di dollari l'anno scorso a 16 miliardi di dollari entro il 2018, secondo IIT. Nel 2011-18, è probabile che il CAGR raggiunga il 54%. Di conseguenza, i fornitori nazionali stanno investendo nell'espansione della capacità produttiva per la categoria. Frost & Sullivan prevede 3,9 miliardi di Ah entro il 2015. L'anno scorso, la Cina ha realizzato 2 miliardi di Ah.

Il paese rimane il più grande fornitore mondiale di questa linea, rappresentando oltre il 40% del fatturato globale. Nel 2010 ha prodotto oltre 2 miliardi di batterie e pacchi al litio, con un aumento del 20% rispetto all'anno precedente. Il volume delle esportazioni ha raggiunto 1,1 miliardi di unità, raggiungendo i 3,9 miliardi di dollari USA.

Nella sola prima metà del 2011, l'area ha prodotto 1,3 miliardi di unità, il 13 per cento in più rispetto allo stesso periodo dell'anno scorso. Circa il 47 per cento della resa, ovvero 616 milioni di unità, proveniva dalla provincia del Guangdong.

I produttori prevedono un CAGR del 20 percento nella linea nel 2011-15. La produzione dovrebbe raggiungere i 4,5 miliardi entro lo scorso anno, riflettendo la situazione globale. Le batterie al litio hanno una penetrazione del mercato globale stimata tra il 12 e il 13%. Questa cifra salirà al 30 per cento nei prossimi due o tre anni.

Il settore è trainato principalmente dalla crescente produzione di tablet PC, smartphone e veicoli elettrici. 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.