Tamaño del mercado de baterías de litio-silicio, participación y análisis de la industria, por diseño de ánodo (estructuras a base de partículas, poros de Si, nanocables, nanofibras y nanotubos, compuestos a base de Si, otros), por aplicación (vehículos eléctricos, almacenamiento de energía, maquinaria eléctrica, Dispositivos Electrónicos, Satélites, Otros) y Pronóstico Regional, 2024-2032

Con el creciente crecimiento de la población y la mejora de los niveles de vida, la demanda humana de energía también ha aumentado. Muchas fuentes de energía limpia y renovable son intermitentes y es posible que el suministro de energía no satisfaga la demanda de energía. Por lo tanto, el almacenamiento es necesario para permitir que la energía se almacene para su uso cuando sea necesario en un momento posterior. Varios equipos utilizan sistemas de baterías como energía de respaldo y dispositivos de energía portátiles.

La introducción de baterías de iones de litio (LIB) en las últimas dos décadas ha revolucionado el uso de dispositivos portátiles, equipos electrónicos, vehículos, etc. Las LIB tienen un gran potencial para tener un impacto tremendo en la mejora de la comodidad humana. A pesar del inmenso potencial, LIB no es capaz de satisfacer las necesidades de las demandas actuales.

El silicio es uno de los materiales anódicos prometedores para LIB de próxima generación. Los ánodos a base de silicio tienen una capacidad energética más de 10 veces mayor que sus equivalentes de ánodos a base de grafito. Se ha pensado que el silicio es uno de los ánodos de próxima generación más prometedores debido a su capacidad considerablemente mayor (~ 4200 mAhg-1 para Li4.4Si) que el ánodo de grafito tradicional (~ 372 mAhg-1), su bajo potencial de operación, alta abundancia y respeto al medio ambiente. Los ánodos a base de silicio aún no se han comercializado por completo.

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Según el diseño del ánodo, la batería de litio y silicio se puede segmentar en estructuras basadas en partículas, silicio poroso, nanotubos de silicio, nanofibras y nanocables de silicio, compuestos a base de silicio, etc. Las estructuras basadas en partículas incluyen nanopartículas, estructura de núcleo-carcasa sólida, hueca estructura núcleo-cáscara y estructuras yema-cáscara. El silicio poroso incluye silicio poroso de tamaño nanométrico y silicio poroso de tamaño micro.

Los compuestos a base de silicio incluyen compuestos de láminas de Si/grafeno y Si/nanografito, compuestos de Si/CNT, Si/CNF y Si/grafito en polvo y compuestos de Si mezclado con otros materiales. Algunos de los diseños inusuales de ánodos de silicio incluyen nanocubos de sílice porosos huecos, nanopartículas de silicio inspiradas en granadas, plantillas de conchas de cangrejo, ánodos de Si prelitiados, etc. Varias configuraciones de diseño de ánodos a base de silicio son investigación y desarrollo. Según su aplicación, las baterías de litio y silicio se segmentan en vehículos eléctricos, maquinaria eléctrica, almacenamiento de energía, dispositivos electrónicos, satélites, etc.            

El principal impulsor del mercado mundial de baterías de silicio y litio es el aumento del uso de dispositivos de almacenamiento de energía. Los dispositivos de almacenamiento de energía se utilizan cada vez más en vehículos, maquinaria y redes eléctricas. La densidad de energía de la batería de litio-silicio es mayor que la de las LIB existentes. Inconvenientes como la tremenda variación de volumen del silicio durante el proceso de descarga/carga, películas inestables de interfase de electrolito sólido y mala conductividad eléctrica, que restringen significativamente su aplicación práctica y comercial del ánodo de silicio.

Jugadores clave cubiertos

Algunas de las empresas notables en el mercado mundial de baterías de silicio y litio son Huawei Consumer Business Group, Sony, Targray, XNRGI, Sila Nanotechnologies, ENOVIX Corporation, Enevate Corporation, Global Graphene Group, EoCell, Inc., NEXEON LTD., Albemarle Corporation, Paraclete. Energy, 3M y Microbatería VARTA.

Segmentación

Análisis Regional

El mercado mundial de baterías de silicio y litio se ha segmentado en América del Norte, Europa, Asia Pacífico, América Latina y Oriente Medio y África. Se espera que América del Norte y Europa dominen el mercado de baterías de silicio y litio. América del Norte y Europa gastan una cantidad considerable para impulsar las actividades de investigación y desarrollo. El próximo avance en baterías de litio y silicio se logrará en laboratorios universitarios y centros de investigación de Europa y América del Norte. China, Australia y Japón también han estado prestando atención a las próximas tecnologías de alta tecnología, como las baterías de litio y silicio. Varios fabricantes de baterías de iones de litio (LIB) se encuentran en la fase de investigación y desarrollo de baterías de silicio de litio. Varios capitalistas de riesgo están financiando empresas emergentes para fabricar ánodos de silicio comercialmente viables.

Desarrollos clave de la industria

• En julio de 2019, India recortó el impuesto sobre bienes y servicios (GST) sobre vehículos eléctricos y cargadores al 5% desde un GST anterior del 12% y 18%, respectivamente. Las autoridades locales de India también estarán exentas del GST por el alquiler de autobuses eléctricos con capacidad para más de 12 personas


• En mayo de 2019, Western Farmers Electric Cooperative celebró un acuerdo de compra de energía (PPA) con NextEra Energy Resources para un proyecto combinado de almacenamiento de energía, solar y eólica.  El PPA incluye un proyecto de almacenamiento de baterías de 200 MW y cuatro horas de duración, que comenzará a operar a finales de 2023.


• En octubre de 2018, Huawei Consumer Business Group presentó la primera batería de litio-silicio patentada de la industria. Es probable que esta tecnología patentada se utilice en los próximos teléfonos inteligentes de Huawei.