Mercado de baterías de litio y aire

Descripción general del mercado

Se proyecta que el tamaño del mercado global de baterías de aire y litio crecerá a una CAGR de aproximadamente el 12,1 % durante el período de pronóstico 2023-2031.

La batería de litio-aire es una batería recargable que utiliza la reducción de oxígeno en el cátodo y la oxidación de litio en el ánodo para inducir un flujo de corriente o una celda electroquímica de metal-aire. Una celda de litio-aire crea voltaje a partir de la disponibilidad de moléculas de oxígeno (O2) en el electrodo positivo. El O2 reacciona con los iones de litio cargados positivamente para formar peróxido de litio (Li2O2) y generar energía eléctrica. Las baterías de litio-aire constan de tres componentes principales: un ánodo de litio, un electrolito y un cátodo de aire.

Las baterías de litio-aire tienen un gran potencial para aplicaciones de almacenamiento de energía efectivas que podrían ayudar a resolver problemas energéticos y ambientales futuros. La batería de litio-aire utiliza oxígeno infinito en el aire para almacenar o liberar energía a través de una estructura de cátodo semiabierto y tiene una densidad de energía teórica ultraalta de más de 1000 Wh/kg. Por lo tanto, se ha considerado como el candidato para el almacenamiento de energía de próxima generación en campos versátiles como vehículos eléctricos, telecomunicaciones y suministro de energía especial. Se ha comprobado que las baterías de litio-aire pueden almacenar hasta cinco veces más energía que las baterías de iones de litio que alimentan los teléfonos inteligentes, las computadoras portátiles y los vehículos eléctricos actuales.

Dinámica del mercado

Factores impulsores del mercado

• Aparición de vehículos eléctricos y redes inteligentes de tecnologías

La producción y venta de vehículos eléctricos ha experimentado un aumento significativo en todo el mundo. Según la AIE (Agencia Internacional de la Energía), en 2021 los consumidores de todo el mundo gastaron aproximadamente 250 000 millones de dólares en la compra de vehículos eléctricos. Se prevé que la capacidad de producción mundial de baterías aumente de menos de 200 GWh en 2019 a más de 1200 GWh en 2024, tras un enorme gasto de capital por parte de las empresas de fabricación de baterías que cotizan en bolsa.

El cambio climático global está provocando el calentamiento global y el aumento de la temperatura de la Tierra. Las empresas quieren reducir su huella de carbono adoptando soluciones de producción sostenibles. El mercado de vehículos eléctricos ha crecido drásticamente en los últimos 5 años y la demanda de baterías, que son una parte indispensable de los vehículos eléctricos, ha aumentado significativamente. La empresa líder en automoción, Toyota, anunció la venta anual de 3,5 millones de coches eléctricos para 2030 y el lanzamiento de 30 modelos de vehículos eléctricos de batería.

• Demanda mundial de soluciones energéticas sostenibles

Desde la pandemia, los gobiernos de todo el mundo han tomado muchas iniciativas para reducir las emisiones globales de carbono mediante la adopción de soluciones energéticas sostenibles. La cadena de suministro mundial se vio muy afectada, lo que a su vez aumentó los precios del petróleo crudo. En la actualidad, la mayoría de los países dependen de las importaciones de petróleo crudo y gas natural de las naciones de la OPEP. Estos países gastan la mayor parte de su tesoro en la importación de petróleo crudo. Por lo tanto, estos países quieren eliminar este enorme gasto y canalizar este dinero hacia fuentes de energía alternativas y emergentes que también impulsarán su economía. Por eso, muchos países están ofreciendo subsidios o beneficios fiscales en la compra de vehículos eléctricos. Este esfuerzo enciende la demanda de baterías, que es un componente crucial de los vehículos eléctricos.

Restricciones del mercado

• Mercado altamente competitivo

El mercado de vehículos eléctricos es altamente competitivo debido a la presencia de actores globales importantes y cualquier disrupción tecnológica puede afectar el crecimiento de las baterías de Li-Air. Sin embargo, el mercado electrónico es un segmento nuevo de la industria automotriz, que está dando lugar a muchas empresas emergentes. La inversión inicial en vehículos electrónicos es mayor que la de los vehículos tradicionales que funcionan con combustibles. Esto hace que sea difícil elegir un vehículo para las personas que viven en países de bajos ingresos. El mercado de vehículos eléctricos se ha vuelto altamente competitivo al adoptar tecnologías innovadoras como Internet de las cosas (IoT) y sistemas de infoentretenimiento para los vehículos y al promocionarlos como vehículos utilitarios especiales.

• Preocupaciones de seguridad

Los vehículos eléctricos son un segmento nuevo y emergente de la automoción. Existen varios incidentes en los que las baterías se incendian y provocan incendios en el vehículo y también en los teléfonos inteligentes. Actualmente, este tipo de situaciones se han generalizado y pueden afectar al potencial de las baterías de litio-aire en el período de pronóstico. Estos pocos casos pueden limitar la demanda de baterías electrónicas en regiones de clima cálido. Se están reforzando los marcos regulatorios, lo que puede afectar la producción de baterías de litio-aire. Las limitaciones en la disponibilidad de baterías y en las instalaciones de recarga para vehículos eléctricos pueden retrasar el crecimiento de las baterías de litio-aire.

Oportunidades de mercado

• Innovación en el mercado de vehículos eléctricos

Se están produciendo diversos avances tecnológicos e innovaciones. El mundo se ha vuelto más dinámico y lo que es relevante hoy puede no serlo mañana. Por eso, los fabricantes de baterías están invirtiendo mucho en investigación y desarrollo. Esto ha creado una demanda de nuevas innovaciones, es decir, baterías de iones de litio que son más potentes que las baterías de iones de litio tradicionales.

Esta nueva innovación puede resolver el creciente problema de la capacidad de las baterías y permitirá realizar viajes largos con una sola carga en vehículos eléctricos de 2 y 4 ruedas, lo que a su vez creará un gran crecimiento del mercado para las baterías de litio-aire. Su uso intensivo las hace más exigentes. Además, el aumento de los precios mundiales del combustible y la caída de la demanda de petróleo crudo también están llevando a las personas a cambiar a los vehículos eléctricos, que son energía verde y limpia y ayudan a reducir las emisiones globales de carbono. Por lo tanto, la alta demanda de vehículos eléctricos creará una demanda significativamente alta de ventas de baterías de litio-aire.

Ámbito del mercado

Análisis segmentario

Segmentación por tipo

• Batería de litio-aire acuosa

Una batería acuosa de litio-aire consta de un ánodo de metal de litio, un electrolito acuoso y un cátodo de carbono poroso. El electrolito acuoso combina sales de litio disueltas en agua. Evita el problema de la obstrucción del cátodo porque los productos de la reacción son solubles en agua.

• Batería de litio-aire de estado sólido

La batería de estado sólido de litio-aire elimina las posibilidades de ignición, por lo que no es inflamable. Utiliza un ánodo de litio, un cátodo de carbono poroso y un electrolito de cerámica, vidrio o vidrio cerámico.

• Batería de litio-aire Aprotic

La batería aprótica de litio-aire suele estar compuesta por un ánodo de litio metálico, un cátodo poroso que respira O2 y una sal de litio en un disolvente orgánico. Una batería aprótica de litio-aire puede cargarse para su reutilización.

Segmentación por aplicación

• Automotor

Se utiliza ampliamente en vehículos electrónicos comerciales y de pasajeros, desde vehículos de 2 hasta vehículos de 4 ruedas.

• Electrónica

La batería de litio-aire se utiliza en dispositivos electrónicos como teléfonos móviles, tabletas y relojes inteligentes.

• Exámenes médicos

La batería de litio-aire también se utiliza en muchos dispositivos médicos.

Análisis regional

El mercado global de baterías de aire y litio está segmentado por región en América del Norte, Europa, Asia Pacífico, América Latina y Medio Oriente y África.

América del norte

En América del Norte, Estados Unidos domina la región por la presencia de una gran cantidad de vehículos electrónicos y el mercado de baterías de litio-aire . El gobierno de Estados Unidos también ofrece reembolsos de impuestos por la compra de vehículos eléctricos. Esta región es altamente competitiva debido a la presencia de tecnología altamente avanzada. Por ejemplo, Tesla lanzó el primer piloto automático y los primeros automóviles de pasajeros totalmente autónomos y los investigadores estadounidenses han desarrollado una batería de litio-aire con electrolito sólido cuya densidad de energía podría posiblemente aumentar cuatro veces en comparación con las baterías de iones de litio actuales. En una celda de prueba, el equipo dijo que logró 1000 ciclos de carga y descarga.

Por lo tanto, Estados Unidos dominará la región de América del Norte durante el período de pronóstico. Canadá es el único país de América del Norte que tiene todos los minerales críticos, como los materiales de cátodo y ánodo necesarios para fabricar baterías de vehículos eléctricos. Canadá también está recibiendo fuertes inversiones de automotrices globales como Ford, General Motors y Stellantis para la fabricación de vehículos eléctricos. Por lo tanto, se espera que el mercado de baterías de litio-aire experimente un fuerte crecimiento en esta región.

América Latina

En América Latina, Brasil, Argentina, Bolivia y Chile han planeado aprovechar su vasta abundancia de minas de litio para la fabricación de vehículos eléctricos en la región. El crecimiento de la población, el aumento de los ingresos disponibles y la reducción de las emisiones de carbono son algunos de los factores que impulsarán la demanda de baterías de litio-aire en el período previsto.

Europa

En Europa, la Unión Europea está abogando por los vehículos electrónicos y formulando directrices regulatorias para las baterías de litio-aire. Además, el Reino Unido, Francia y Alemania quieren eliminar sus necesidades de gas natural y combustible mediante la fabricación de baterías de litio-aire para vehículos electrónicos. Europa también quiere utilizar baterías de litio-aire para equipos industriales como carretillas elevadoras y vehículos utilitarios compactos comerciales. Teniendo en cuenta estos avances, el mercado de baterías de litio-aire experimentará un alto crecimiento en el período de pronóstico.

Asia Pacífico

En la región de Asia y el Pacífico, China, India y Japón son los países dominantes y tienen la mayor participación en el mercado de vehículos electrónicos. China es el mayor fabricante mundial de vehículos electrónicos debido a sus capacidades de fabricación y la abundancia de mano de obra barata. India también es el mercado de más rápido crecimiento para el mercado electrónico y su gobierno también está otorgando reembolsos de impuestos y subsidios para la adopción de vehículos electrónicos y también invitando a los fabricantes globales de baterías a su país para hacer de India, una nación de vehículos eléctricos para 2030. Esta región depende en gran medida de la energía del petróleo crudo y quiere liberarse de la dependencia de las importaciones de petróleo crudo. La región puede enfrentar una mella en las ventas de baterías de litio-aire debido a la falta de ingresos disponibles y apoyo de infraestructura para los vehículos eléctricos. A pesar de algunos desafíos, esta región dominará el mercado de vehículos eléctricos y baterías de litio-aire en el mundo.

Oriente Medio y África

En Oriente Medio, la mayoría de los países tienen abundante petróleo crudo y la exportación de petróleo es la principal fuente de ingresos después de los viajes. Debido a esto, también están invirtiendo en vehículos electrónicos y otras tecnologías emergentes. Por lo tanto, este mercado experimentará un crecimiento positivo en esta región.

Actores clave

1. FINERGÍA
2. EV DYNAMICS (MULTIFUNCIONES) LIMITADA
3. FUJI PIGMENTOS CO., LTD.
4. Compañía de comercio internacional de Xinjiang Joinworld.
5. ACTXE LIMITADA
6. DE NORA TECH, INC.
7. Compañía: DURACELL INC.
8. CORPORACIÓN IBM
9. POLIPLUS
10. INDUSTRIAS DE AIRE DE LITIO, INC.

Acontecimientos recientes

En marzo de 2022 , Tesla anunció la apertura de su Tesla Gigafactory Texas. La Gigafactory Texas está ubicada cerca de Austin y fabricará Tesla Cybertruck, Tesla Semi, Model 3 y Model Y para el mercado del este de Estados Unidos. La fábrica es la segunda más grande en términos de tamaño en los EE. UU. y la segunda más grande en términos de volumen.

En junio de 2022 , Volkswagen AG anunció la puesta en marcha de su laboratorio de ingeniería de baterías de América del Norte en Chattanooga. La empresa invirtió 22 millones de dólares en el desarrollo y la construcción de la nueva instalación insignia y su principal objetivo es probar baterías de vehículos eléctricos y actividades de ingeniería de alto voltaje.

En 2021 , Zinc8 Energy Solution desarrolló una tecnología de baterías para el almacenamiento de energía y trabajó con el estado de Nueva York para la instalación del sistema. Este sistema utiliza zinc y aire como combustible y se centra en la velocidad de respuesta junto con el almacenamiento.

En junio de 2021 , Tesla anunció el lanzamiento del primer Tesla Model S Plaid de producción. Es un automóvil eléctrico de cuatro puertas con una autonomía estimada de 390 millas. El Plaid es el Model S tope de gama, con 1.020 caballos de fuerza y un tiempo de 0 a 60 mph de 2 segundos. El Plaid se carga más rápido en los supercargadores de Tesla, tiene un asiento trasero más espacioso y un mejor sistema de entretenimiento.