Рынок аккумуляторных батарей LI-AIR ANALYSIS

Литий-воздушная батарея или литий-кислородная батарея - это металло-воздушная электрохимическая батарея или химия клеток, которая использует окисление лития на аноде и сокращение кислорода на катоде, чтобы вызвать разность потенциалов и ток. Исследования по эффективному использованию накопителей энергии начались в 1970-х годах, которые стали свидетелями значительных инвестиций в последние несколько лет. Ожидается, что технологии будут коммерчески доступны к 2020 году. Ожидается, что они найдут значительные применения в умной электронике, распространении электромобилей и для приложений резервного копирования электросетей.

Легкий вес, низкая стоимость, более длительное резервное питание, по прогнозам, будут основными факторами, способствующими росту отрасли.

Различные методы упаковки для обеспечения эффективных выходов реализованы для повышения стабильности ячеек и удобства использования в коммерческих целях. Например, в апреле 2016 года ученые из Кембриджа продемонстрировали литиевую воздушную батарею с 90% эффективностью и долговечностью до 2000 циклов батареи. Кроме того, эти батареи имеют относительно низкую плотность веса и емкость заряда около 5X обычных литий-ионных элементов. Эти функции приложений являются одними из важных факторов, которые привлекли огромные инвестиции в НИОКР и, как ожидается, будут стимулировать рост рынка аккумуляторов Li-Air в течение прогнозируемого периода.

Ожидается, что значительные проблемы, связанные с резервным питанием, особенно в энергетических сетях и электромобилях (EV), станут основными приложениями, способствующими развитию этих батарей.

Широкое развитие для максимального использования возобновляемых источников энергии требует хранения из-за нерегулярности ежедневных выходов энергии. Благодаря этим факторам использование этих энергий ограничено пиковыми нагрузками. Кроме того, ожидается, что увеличение пробега электромобилей для получения более широкого внедрения экологически чистых транспортных средств будет стимулировать спрос на относительно более высокую плотность заряда. Ожидается, что для удовлетворения этих потребностей организации изучат возможные варианты решения этой проблемы. Ожидается, что это будет стимулировать НИОКР и коммерциализацию этих вариантов хранения энергии. Например, автомобильный и наземный транспорт, Национальный исследовательский совет Канады, исследователи Массачусетского технологического института и ученые Кембриджа являются лишь немногими из основных участников, которые стали свидетелями значительных мероприятий по использованию технологии.

Ожидается, что основными факторами, задерживающими коммерциализацию технологии, станут значительные проблемы в этих батареях, которые включают фундаментальные ограничения с точки зрения электрохимической стабильности.

Несколько исследований, проведенных за последние несколько лет, показали, что высокая реактивность перекиси лития, которая является продуктом после, приводит к коррозии как слоев катода углерода, так и слоя электролита. Кроме того, благодаря использованию влажности воздуха, диоксид углерода и другие примеси будут препятствовать использованию этих клеток. Высокая диссипация тепла, большая механическая нагрузка на структуру, низкое количество циклов заряда, высокие показатели деградации заряда также дополняют существующие проблемы, которые, как ожидается, будут препятствовать общему росту отрасли.

Значительное количество существующих альтернативных подходов к хранению энергии будет препятствовать рынку аккумуляторов Li-air.

Рынок литий-ионных аккумуляторов является основным направлением, которое, как ожидается, будет нарушено в течение следующих нескольких лет. Некоторые из них включают золотые нанопроволочные ячейки, графеновые ячейки, микросуперконденсаторы, ион натрия и пенопластовые батареи — это лишь некоторые из альтернатив, которые могут представлять собой существенную часть продолжающегося развития в этом сегменте промышленности. Ожидается, что внедрение технологии создаст значительные потребности в развитых странах, которые в конечном итоге расширятся до Азиатско-Тихоокеанского региона, представляющего наибольшую долю отрасли. Ожидается, что решение существующих технических проблем останется основной задачей участников отрасли в течение следующих нескольких лет.

Таксономия рынка аккумуляторных батарей Li-Air

На основе технологии производства мировой рынок литий-воздушных аккумуляторов подразделяется на:

• Нанолитиевая батарея
• Обычная литий-воздушная батарея

На основе приложений глобальный рынок литий-воздушных батарей классифицируется на:

• автомобильный
• Подмога Гирда
• потребительская электроника
• Другие

На основе региона мировой рынок литий-воздушных аккумуляторов подразделяется на:

• Северная Америка
• Европа
• Азиатско-Тихоокеанский регион
• Латинская Америка
• Ближний Восток
• Африка

Развитие рынка Li-Air Battery:

• Поскольку Li-Air Battery рассматривается как технология будущего, компании в основном сосредоточены на инвестициях в исследования, разработку и производство Li-air Battery. В мае 2019 года PolyPlus Battery Company, разработчик технологии аккумуляторов следующего поколения, и Schlumberger, поставщик технологий бурения для нефтегазовой промышленности, сотрудничали в области разработки технологий и производства литий-металлических и литиевых батарей PolyPlus. В рамках этого сотрудничества компании могут также проводить совместное развитие бизнеса и маркетинг.
• Крупные горнодобывающие компании сосредоточены на оценке разведки и разработки в литии, чтобы расширить возможности отрасли хранения зеленой энергии и рынка электромобилей. Для Instance Wealth Mineral Limited проходит проект Laguna Verde, где компания считает, что наземное озеро в Laguna Verde, которое первоначально считалось единственным потенциальным ресурсом лития, на самом деле является небольшой частью гораздо большего бассейна лития, где основная часть ожидаемых рассолов лития находится под озером в проницаемых слоях.
• Различные исследования проводятся университетами и лабораториями для продвижения технологии литиевого воздуха. В марте 2018 года ученые из Университета Иллинойса в Чикаго и Аргоннской национальной лаборатории Министерства энергетики США (DOE) разработали новую конструкцию аккумулятора, работающего вне литий-ионного аккумулятора, который работает по воздуху (следовательно, называется «литий-воздух») в течение многих циклов заряда и разряда. Согласно исследованиям, система, содержащая защищенный анод на основе карбоната лития, дисульфидный катод молибдена и электролит ионной жидкости / диметилсульфоксида, работает как литий-воздушная батарея в моделируемой воздушной атмосфере с длительным сроком службы до 700 циклов.