Größe, Anteil und Analyse der Auswirkungen von Siliziumanoden in Nordamerika, nach Kapazität (<=3000 mAh/g, >3000 mAh/g), Endverbrauchsindustrie (Automobilindustrie, Unterhaltungselektronik, Energie und Energie, Industrie und andere). ) und Länderprognose, 2023–2030

Die Marktgröße für Siliziumanoden in Nordamerika wurde im Jahr 2022 auf 55,9 Millionen US-Dollar geschätzt und wird voraussichtlich von 88,1 Millionen US-Dollar im Jahr 2023 auf 965 Millionen US-Dollar im Jahr 2030 wachsen, was einer durchschnittlichen jährlichen Wachstumsrate von 40,8 % entspricht Prognosezeitraum.

Siliziumanoden sind eine Erweiterung, die in Lithium-Ionen-Siliziumbatterien verwendet wird. Sie haben eine längere Akkulaufzeit und einen höheren Energiespeicher. Silizium gilt als vielversprechendes Anodenmaterial für Lithium-Ionen-Batterien verfügt über eine Rekord-Energiespeicherkapazität (ca. 4000 mAh g−1). Dies ist mehr als zehnmal höher als bei Graphit, der in kommerziellen Batterien verwendet wird. Anoden aus Siliziumverbundwerkstoffen und Anoden auf Siliziumbasis verbessern die elektrochemische Leistung einer Silizium-Lithium-Batterie. Sie zeichnen sich durch eine lange Lebensdauer, eine hohe Leistungsdichte und einen geringen Wartungsaufwand aus.

COVID-19-AUSWIRKUNGEN

Unterbrechungen in der Lieferkette aufgrund von COVID-19-bedingten Sperrbeschränkungen behinderten das Marktwachstum

Das Auftreten der COVID-19-Pandemie im Jahr 2020 wirkte sich aufgrund der rückläufigen Nachfrage aus vielen Endverbraucherbranchen erheblich auf den Verkauf von Anoden auf Siliziumbasis aus. Abgesehen von Transportverzögerungen aufgrund von Reisebeschränkungen und geringfügigen Bedenken hinsichtlich eines Fahrermangels hatte der Ausbruch keine wesentlichen Auswirkungen auf die Rohstoffversorgung für die Herstellung von Siliziumanoden. Nur wenige OEMs in der Region bezogen weiterhin Lieferungen von alternativen Lieferanten, was es den Fabriken ermöglichte, die kurzfristige Nachfrage zu decken, während andere den Betrieb einstellten. Die durch COVID-19 verursachten Nachfrageschwierigkeiten beeinträchtigten die Batterieherstellungsindustrie in der Region, die im Jahr 2020 mit einem Leistungsdefizit von 25 GWh bis 30 GWh konfrontiert war.

NEUESTE TRENDS

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Steigende Nachfrage nach nachhaltigen Technologien treibt den Marktfortschritt voran

Das steigende Interesse an nachhaltigen Technologien wird voraussichtlich die Nachfrage nach Anoden steigern, da diese über eine hohe Stabilität, Effizienz und Haltbarkeit verfügen. Siliziumanodenmaterialien tragen dazu bei, den Kohlenstoffausstoß zu reduzieren und nachhaltige Technologien zu fördern, indem sie die Effizienz von Energiespeichersystemen steigern. Neben der Verwendung von Lithium-Ionen-Siliziumbatterien für Elektrofahrzeuge kann das Produkt auch in anderen Anwendungen eingesetzt werden, beispielsweise in Galvanik- und Wasseraufbereitungssystemen. Diese Anoden erhöhen außerdem die Effizienz und bieten diesen Anwendungen eine hohe Stabilität.

Darüber hinaus zeigt die Analyse der neuesten Markttrends für das Produkt, dass der verstärkte Fokus auf die Förderung nachhaltiger Technologien und die Reduzierung von Kohlenstoffemissionen die Nachfrage nach sauberen und erneuerbare Energiequellen. Daher wird erwartet, dass die hohe Nachfrage nach Energiespeicherlösungen in den kommenden Jahren den Einsatz von Anoden ankurbeln wird. Daher wird erwartet, dass die steigende Nachfrage nach nachhaltigen Technologien das Wachstum des nordamerikanischen Marktes für Siliziumanoden im Prognosezeitraum vorantreiben wird.

ANTRIEBSFAKTOREN

Steigende Nachfrage nach Elektrofahrzeugen (EV) zur Ankurbelung des Marktwachstums

Die gestiegene Nachfrage nach Elektrofahrzeugen kurbelt das Marktwachstum an. Der zunehmende Einsatz sicherer, langlebiger und leistungsstarker Batterien in verschiedenen Anwendungen wie Netzspeicherung, Elektrofahrzeugen und Unterhaltungselektronik könnte die Nachfrage nach Siliziumanoden in Nordamerika weiter steigern. Der steigende Absatz von Elektrofahrzeugen steigert die Nachfrage nach Lithium-Ionen-Siliziumbatterien, da diese die am häufigsten in diesen Fahrzeugen verwendeten Batterietypen sind. Daher wird erwartet, dass die Nachfrage nach Materialien, die zur Herstellung dieser Batterien verwendet werden, wie beispielsweise Siliziumanoden, steigen wird.

Darüber hinaus nimmt die Verbreitung von Elektrobussen für den Transport in entwickelten Ländern zu , wie die USA und Kanada, treibt den Verkauf von Batteriematerialien voran. Die wachsende Bevölkerung in diesen Ländern und eine wachsende Wirtschaft steigern die Nachfrage nach Privatfahrzeugen und Transportsystemen, was den Absatz von Batteriematerialien steigern soll. Lithiumbasierte Batterien werden in großen Mengen verkauft, was ihre Preise verbessert und das Gesamtmarktwachstum weiter vorantreibt.

Darüber hinaus wirken sich Richtlinien, die darauf abzielen, den künftigen Verkauf von Verbrennungsmotoren in nordamerikanischen Ländern zu verbieten, positiv auf den Verkauf von Elektrofahrzeugen aus. Darüber hinaus haben technologische Fortschritte und das wachsende Interesse der Verbraucher die Entwicklung kompakterer Batterien vorangetrieben, die längere Strecken zurücklegen und gleichzeitig eine längere Lebensdauer und erhebliche Kosteneinsparungen bieten. Es wird erwartet, dass diese Trends dazu beitragen, dass die Nachfrage und das Angebot an Batteriematerialien in Zukunft steigen.

EINHÄNGENDE FAKTOREN

Herausforderungen bei der Lithiierung zur Einschränkung der Produktakzeptanz

Silizium ist auf der Erde reichlich vorhanden und die Produktion siliziumbasierter Materialien in großem Maßstab findet schon seit Jahren statt. Die Verwendung von Materialien auf Siliziumbasis als Anoden für Lithium-Ionen-Batterien ist jedoch recht schwierig, da es sich nicht um einen einfachen Prozess handelt. Um siliziumbasierte Materialien als Anoden für verschiedene industrielle Anwendungen nutzen zu können, müssen mehrere Herausforderungen bewältigt werden.

Die größte Herausforderung bei der Verwendung von Silizium als Anode ist die große Volumenausdehnung von bis zu 300 % während der Lithiierung (Entladung). Erhebliche Volumenschwankungen von Silizium können hohe Spannungen induzieren, wenn Lithium in eine Anodenbatterie auf Siliziumbasis eingesetzt wird.

Solche großen Volumenschwankungen können zu mehreren Folgen führen, typischerweise einschließlich Bruch und Rissbildung der Siliziumanode, Zerstörung und Regeneration der Festelektrolyt-Interphasenschicht (SEI) auf den gebrochenen Oberflächen und Verschlechterung der elektrischen Leitfähigkeit. Diese Faktoren und ihre Auswirkung auf die elektrochemischen Eigenschaften werden heute allgemein als chemisch-mechanischer Effekt bezeichnet, der direkt zum schnellen Kapazitätsverlust des Batteriesystems beiträgt.

SEGMENTIERUNG

Nach Kapazitätsanalyse

>3000 mAh/g-Segment gewinnt aufgrund der wachsenden Nachfrage aus Endverbrauchsindustrien an Dynamik

Nach Kapazität ist der Markt in <=3000 mAh/g und >3000 mAh/g unterteilt.

Es wird erwartet, dass das Segment >3000 mAh/g im Prognosezeitraum einen dominanten Marktanteil für Siliziumanoden erobern wird. Diese Anoden haben eine bis zu 10-mal höhere Kapazität pro Gramm (mAh/g) und eine bis zu 3-mal höhere volumetrische Kapazität (mAh/cm³) als Graphitanoden. Silizium hat sich aufgrund seiner höchsten theoretischen Kapazität (4200 mAh/g) im Vergleich zu herkömmlichen Graphitanoden zu einem der attraktivsten Anodenmaterialien mit hoher Kapazität entwickelt.

Aufgrund der hohen spezifischen Kapazität von Silizium führt das Legieren mit Lithium jedoch zu einer großen Volumenänderung (mehr als 300 %). Diese extremen Volumenänderungen können zu starken Rissen und Kollaps der Elektrode führen, was zu einem erheblichen Kapazitätsverlust führt.

Nach Analyse der Endverbrauchsbranche

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Das Automobilsegment dürfte aufgrund der steigenden Produktnachfrage von Elektrofahrzeugen den Markt dominieren

Auf der Grundlage der Endverbrauchsindustrie ist der Markt in Automobil, Unterhaltungselektronik, Energie & Strom, Industrie und andere.

Die schnell wachsende Automobilindustrie treibt den Verbrauch von Siliziumanoden drastisch in die Höhe. Beispielsweise hat die Zeit nach der Pandemie einen deutlichen Anstieg der Nachfrage nach Luxus- und Elektrofahrzeugen gezeigt. Batteriehersteller von Elektrofahrzeugen ersetzen Graphit aufgrund der höheren Kapazität in den Anoden durch Silizium.

Das Elektroniksegment hatte einen erheblichen Marktanteil und wird voraussichtlich im Prognosezeitraum eine erhebliche CAGR verzeichnen. Die wachsende städtische Bevölkerung, das steigende verfügbare Einkommen, eine robuste Lieferkette und die zunehmende Internetdurchdringung werden die Nachfrage nach elektronischen Geräten in der Region deutlich erhöhen. Darüber hinaus wird erwartet, dass die durch die Pandemie verursachte großflächige Einführung der Digitalisierung eine Schlüsselrolle bei der Förderung des Marktwachstums spielen wird.

Ländereinblicke

Die USA hatten im Jahr 2022 einen größeren Marktanteil. Es wird erwartet, dass der Automobilsektor ein wesentlicher Treiber für den US-Markt sein wird. Faktoren wie ein höheres verfügbares Einkommen und eine voll entwickelte Automobilindustrie im Land befeuern effektiv die Nachfrage nach dem Produkt. Darüber hinaus haben viele im Land tätige Unternehmen Forschungs- und Entwicklungsaktivitäten durchgeführt, um qualitativ hochwertige Produkte zu entwickeln, die die Produktnachfrage steigern sollen.

Der steigende Absatz von Siliziumanoden in Kanada ist auf die steigende Produktnachfrage der Automobil- und Elektronikindustrie des Landes zurückzuführen. Es wird erwartet, dass die steigende Nachfrage nach hochwertigen und langlebigen Produkten das Marktwachstum im Land vorantreiben wird. Darüber hinaus wird erwartet, dass der wachsende Bedarf an Batterien in Elektrofahrzeugen den Marktfortschritt des Landes vorantreiben wird.

WICHTIGSTE INDUSTRIE-AKTEURE

Hauptakteure investieren in F&E-Aktivitäten, um ein starkes Umsatzwachstum zu erzielen

Dieser Markt ist konsolidiert, wobei eine kleine Anzahl etablierter Anbieter einen Großteil des Marktanteils hält. Die wichtigsten Akteure auf dem Markt sind Amprius Technologies, Enevate Corporation, Sila Nanotechnologies, Inc., Targray Technology International und SiFAB/Alkegen. Die meisten Unternehmen investieren erheblich in umfangreiche F&E-Aktivitäten, um ihre Produkte zu erneuern und Umsatzwachstum zu erzielen.

Marktteilnehmer stehen im harten Wettbewerb mit internationalen und regionalen Akteuren mit umfangreichen Vertriebsnetzen, regulatorischem Know-how und Lieferanten. Darüber hinaus schließen viele Unternehmen Verträge über Übernahmen und strategische Partnerschaften mit anderen Marktführern ab, um ihre bestehenden Märkte zu erweitern.

LISTE DER WICHTIGSTEN UNTERNEHMEN IM PROFIL:

• Amprius Technologies (USA)


• Enevate Corporation (USA)
  
• Sila Nanotechnologies Inc. (USA)


• Targray Technology International (Kanada)


• SiFAB / Alkegen (USA)


• NanoGraf Corporation (USA)


• HPQ Silicon (Kanada)


• ADVANO (USA)


• APPLIED MINERALS INC. (USA)


• California Lithium Battery (USA)


• Enovix Corporation (USA)


• EoCell, Inc (USA)


• Gruppe 14 (USA)


• NEO Battery Materials LTD (Kanada)


• NEXEON LTD (Großbritannien)


• OneD Battery Sciences (USA)


• Solid Power, Inc (USA)
  
• Ionblox Inc. (USA)

WICHTIGE INDUSTRIEENTWICKLUNGEN:

• März 2023 – Enovix Corporation hat seine erste Großserienproduktionsanlage (Fab-2) in Penang, Malaysia, angekündigt. Die neue Produktionsanlage soll das Wachstum und die Massenausweitung des Volumens unterstützen und wird voraussichtlich bis 2024 mit der Produktion beginnen.


• Oktober 2022 – Enevate Corporation und Lightning Motorcycles gaben eine strategische Partnerschaft zur Stärkung und Kommerzialisierung von Lithium-Ionen-Batteriezellen bekannt. Ziel dieser Partnerschaft war es, durch die Verkürzung der Ladezeit und die Verbesserung der bestehenden öffentlichen Ladeinfrastruktur Innovationen voranzutreiben.


• Oktober 2022 – Enevate Corporation und Sealence, ein Deep-Tech-Start-up und Innovator für Bootsantriebe, gaben eine Zusammenarbeit bei Hochleistungsbatteriezellen für Schiffsanwendungen bekannt. Das Projekt mit dem Namen DeepSpeed ​​ist eine weltweit patentierte Technologie mit einem Hochleistungsantriebssystem, das eine Leistung zwischen 250 PS und 1.300 PS liefern kann.


• Mai 2022- Mercedes Benz kündigte an, Sila Nanotechnologies in den Aufbau der Siliziumanodenchemie für die Elektrofahrzeuge der G-Klasse von Mercedes einzubeziehen. Von dieser Eingliederung wurde erwartet, dass sie Innovationen in das Elektroauto-Portfolio des Automobilgiganten und neue Batterietechnologieoptionen bringt, um zu einem führenden Hersteller von Elektroautos zu werden.


• September 2021 – Alkegen, eine Tochtergesellschaft der Unifrax Holding Co., hat die erste Phase einer groß angelegten Produktionslinie für Siliziumfaser-Anodenbatterietechnologie im Unifrax-Werk im Norden von Zentral-Indiana abgeschlossen. Die neue Anlage wurde gegründet, um das Unternehmen bei der Erweiterung seines Produktportfolios zu unterstützen und das Ziel zu erreichen, die Batterieindustrie zu transformieren.

BERICHTSBEREICH

Eine infografische Darstellung von Nordamerika-Markt für Siliziumanoden

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Der Forschungsbericht bietet eine detaillierte Analyse des Marktes und konzentriert sich auf entscheidende Aspekte wie führende Unternehmen, Produktkapazitäten und Endverbrauchsindustrien. Darüber hinaus bietet der Bericht Einblicke in die neuesten Markttrends und beleuchtet wichtige Branchenentwicklungen. Zusätzlich zu den oben genannten Faktoren umfasst der Bericht verschiedene Faktoren, die zum Wachstum des nordamerikanischen Marktes in den letzten Jahren beigetragen haben.

Dieser Bericht enthält historische Daten und prognostiziert das Umsatzwachstum auf regionaler und Länderebene und analysiert die neuesten Marktdynamiken und -chancen der Branche.

Berichtsumfang und Segmentierung