Nové investiční příležitosti do technologie baterií

Jak roste poptávka po mobilních počítačích a plně elektrických automobilech, omezení současné technologie baterií představují překážku. Vynalezeno v roce 1790 italského fyzika Alessandra Volty byla elektrická baterie tahounem mnoha gadgetů, zařízení a strojů.

Jak se spotřebitelská zařízení zmenšovala a jejich nepřetržité používání před dobíjením je důležitější, je to tak je také stále důležitější, aby se baterie staly miniaturizovanými a více energetickými účinný. To se však ukázalo jako technologická překážka, která, pokud bude překonána, bude důležitým a výnosným vývojem pro zítřejší high-tech ekonomiku.

Technologie baterie

Všechny elektrické baterie se spoléhají na zásadní chemickou reakci redukce a oxidace (redox), ke které může dojít mezi dvěma různými materiály. Tyto reakce jsou umístěny v uzavřené a uzavřené nádobě. Katoda nebo kladný pól je redukován anodou nebo záporným pólem, kde dochází k oxidaci. Katoda a anoda jsou fyzicky odděleny elektrolytem, ​​který umožňuje elektronům snadno proudit z jednoho terminálu na druhý. Tento tok elektronů způsobuje elektrický potenciál, který umožňuje elektrický proud, když je obvod dokončen.

Jednorázové spotřební baterie (známé jako primární baterie), jako jsou články velikosti AA a AAA vyráběné společnostmi jako Energizer (ENR), spolehněte se na technologii, která není vhodná pro moderní aplikace. Za prvé, nejsou dobíjecí. Tyto takzvané alkalické baterie využívají katodu s oxidem manganičitým a zinkovou anodu, oddělenou zředěným elektrolytem oxidu draselného. Elektrolyt oxiduje zinek v anodě, zatímco oxid manganičitý v katodě reaguje s oxidovanými ionty zinku za vzniku elektřiny. V elektrolytu se postupně hromadí vedlejší produkty reakce a snižuje se množství zinku, který zbývá oxidovat. Nakonec baterie vybije. Tyto baterie obvykle poskytují 1,5 voltu elektřiny a mohou být uspořádány sériově, aby se toto množství zvýšilo. Například dvě baterie AA v sérii poskytují tři volty elektřiny.

Dobíjecí baterie (známé jako sekundární baterie) fungují téměř stejným způsobem, využívají redukční oxidační reakci mezi dvěma materiály, ale také umožňují, aby reakce proudila obráceně. Nejčastěji používanými dobíjecími bateriemi na dnešním trhu jsou lithium-iontové (LiOn), i když různé jiné technologie byly také vyzkoušeny při hledání funkční dobíjecí baterie, včetně nikl-metal hydridu (NiMH) a nikl-kadmia (NiCd).

NiCd byly první komerčně dostupné dobíjecí baterie pro masové použití na trhu, ale trpěly tím, že byly schopné pouze omezeného počtu dobíjení. NiMH nahradil NiCd baterie a bylo možné je nabíjet častěji. Bohužel měly velmi krátkou trvanlivost, takže pokud by nebyly použity brzy po výrobě, mohly by být neúčinné. Baterie LiOn vyřešily tyto problémy tím, že přišly do malého kontejneru s dlouhou trvanlivostí a umožnily mnoho nabití. Baterie LiOn však nejsou ve spotřební elektronice, jako jsou mobilní zařízení a přenosné počítače, nejčastěji používány. Tyto baterie jsou mnohem dražší než jednorázové alkalické baterie a obvykle se nedodávají v tradičních velikostech AA, AAA, C, D atd.

Posledním typem nabíjecích baterií, které většina lidí zná, jsou kapalné olověné baterie, nejčastěji používané jako autobaterie. Tyto baterie mohou poskytnout spoustu energie (jako při studeném startu auta), ale obsahují nebezpečné materiály, včetně olova a kyseliny sírové, která se používá jako elektrolyt. Tyto druhy baterií musí být zlikvidovány opatrně, aby neznečišťovaly životní prostředí ani nepoškodily osoby, které s nimi manipulují.

Cílem současné technologie baterií je vytvořit baterii, která by odpovídala nebo zlepšovala výkon LiOn baterií, ale bez vysokých nákladů spojených s jejich výrobou. V rámci rodiny lithium -iontových baterií bylo úsilí zaměřeno na přidání dalších přísad ke zvýšení účinnosti baterie při současném snížení cenovky. Například, lithium-kobalt (LiCoO2) uspořádání se nyní nachází v mnoha mobilních telefonech, přenosných počítačích, digitálních fotoaparátech a nositelných produktech. Lithium-mangan Články (LiMn2O4) se nejčastěji používají pro elektrické nářadí, lékařské nástroje a elektrické hnací ústrojí, jaké se nacházejí v elektrických vozidlech.

V současné době tam vedou týmy výzkum a vývoj ke zvýšení výkonu lithiových baterií. Lithium-vzduch (Li-Air) baterie jsou vzrušujícím novým vývojem, který by mohl umožnit mnohem větší kapacitu skladování energie-až 10krát více kapacita než typická baterie LiOn. Tyto baterie by doslova „dýchaly“ vzduch pomocí volného kyslíku k oxidaci anody. I když se tato technologie jeví jako slibná, existuje řada technologických problémů, včetně rychlého nahromadění vedlejší produkty snižující výkon a problém „náhlé smrti“, bez které baterie přestane fungovat Varování.

Impozantním vývojem jsou také lithium-kovové baterie, které slibují téměř čtyřikrát větší energetickou účinnost než současná technologie baterií do elektromobilů. Výroba tohoto typu baterie je také mnohem levnější, což sníží náklady na výrobky, které ji používají. Problémy s bezpečností jsou však velkým problémem, protože tyto baterie se mohou přehřát, způsobit požár nebo explodovat, pokud jsou poškozené. Mezi další nové technologie, na kterých se pracuje, patří lithium-síra a křemík-uhlík, ale tyto články jsou stále v raných fázích výzkumu a zatím nejsou komerčně životaschopné. Kolem solárních baterií dochází také k několika vývojům.

Investice do technologie baterií

Pokud a kdy se technologie baterií rozjede v těchto vzrušujících nových směrech, sníží náklady na výroba pro spotřební elektroniku a pro elektrická vozidla, jako jsou ta vyráběná společností Tesla Motors (TSLA). Tesla nedávno oznámila stavbu 'gigafactory„nejen vyrábět více vozidel, ale také vyrábět vlastní LiOn baterie ve spojení s japonským elektronickým gigantem Panasonic (ADR: PCRFY). Tím, že vzal problém s výrobou baterií do vlastních rukou, Tesla možná našla skvělý způsob, jak získat investiční expozici jak pro elektromobily, tak pro technologii baterií.

Trh s bateriovými technologiemi je poněkud krátkozraký, protože nové technologie, vývoj a partnerství katapultují průmysl vpřed. Visiongain "Zpráva 20 nejlepších společností vyrábějících lithium-iontové baterie za rok 2018”Poskytuje velký přehled o trhu s bateriovými technologiemi a jeho špičkovými výrobci. Společnosti ve zprávě zahrnují následující:

•  A123 Systems Inc.
•  Automotive Energy Supply Corporation (AESC)
•  Aviation Industry Corporation of China (AVIC)
•  Společnost BYD Ltd.
•  CBAK Energy Technology Inc.
•  Comtemporary 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
•  Saft baterie
•  Samsung SDI Co. Ltd.
•  TDK Corporation/Amperes Technology Ltd (ATL)
•  Tesla Inc.
•  Tianjin Lishen Battery Joint-Stock Co., Ltd.
•  Tianneng Power International Ltd
•  Toshiba Corporation

Mezi další pozoruhodná jména v odvětví baterií patří následující:

• Arotech Corp (ARTX) vyvíjí a distribuuje lithiové a zinko-vzduchové baterie a počítá americkou armádu mezi své zákazníky.
• PolyPore Inc. (PPO) vyrábí vysoce specializované lithium polymerové baterie převážně pro průmyslové a lékařské účely.
• Ener1 (OTCMKTS: HEVVQ) je alternativní energetická společnost, která má většinový podíl společný podnik s Delphi Automotive (DLPH) k vytvoření řešení baterií pro elektrická vozidla.
• Haydale Graphene Industries PLC (LON: HAYD) je britská společnost využívající nanotechnologie a materiál graphene k výrobě mimo jiné baterií na bázi grafenu.
• Applied Graphene Materials (OTCMKTS: APGMF) rovněž provádí výzkum aplikací založených na grafenu.
• EnerSys je čistá hra na baterie. V současné době je největším výrobcem průmyslových baterií na světě.

K dispozici je také Global X Lithium & Battery Tech ETF (LIT). tento ETF se snaží sledovat Solactive Global Lithium Index a poskytuje expozici diverzifikovanému portfoliu veřejně obchodovaných společnosti, které se zaměřují především na lithium včetně těžby lithia, rafinace lithia a používání lithia v bateriích Výroba. Nejlepší podíly v LIT ETF od října 2018 zahrnovaly následující:

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

Sečteno a podtrženo

Baterie pro napájení byly v moderní době vždy důležité. S příchodem mobilních počítačů a elektromobilů však jejich význam bude nadále jen růst. Právě teď například baterie tvoří více než polovinu nákladů na automobil Tesla.

Vzhledem k jejich rostoucímu významu nabývá výzkum novějších a lépe dobíjecích baterií na síle. Lithium-vzduchové a lithium-kovové baterie se mohou ukázat jako důležitý pokrok. Pokud se tyto technologie nakonec vyplatí, investice do velkých společností zabývajících se výrobou baterií, do čisté hry výrobci lithium-iontů nebo nepřímá expozice prostřednictvím výrobců kovů lithia mohou pomoci posílit budoucnost portfolia výkon.