Tamanho do mercado de baterias de estado sólido, participação e análise da indústria, por tipo (camada única e multicamadas), por aplicação (eletrônicos de consumo, veículos elétricos, dispositivos médicos e outros) e previsão regional, 2024-2032

O tamanho do mercado global de baterias de estado sólido foi avaliado em US$ 85,13 milhões em 2023 e é projetado para crescer de US$ 98,96 milhões em 2024 para US$ 1.359,18 milhões até 2032, exibindo um CAGR de 38,75% durante o período de previsão. A Ásia-Pacífico dominou a indústria de baterias de estado sólido com uma participação de mercado de 43,79% em 2023.

Uma bateria de estado sólido é uma das tecnologias mais recentes que utiliza um eletrólito sólido em vez de eletrólitos líquidos feitos de materiais como cerâmica, vidro ou polímeros. O design de estado sólido visa superar problemas de segurança, como o risco de incêndios ou explosões em baterias de íons de lítio, e melhorar a densidade e o desempenho de energia. Estas baterias são consideradas a próxima geração de soluções de armazenamento de energia devido ao seu potencial para maior densidade de energia, maior vida útil e maior segurança em comparação com as tradicionais baterias de iões de lítio. Isto despertou um interesse significativo de indústrias que vão desde produtos eletrônicos de consumo até Veículos Elétricos (EVs) e armazenamento de energia renovável. Embora tenha havido avanços, a comercialização generalizada ainda é precoce. A maioria das baterias de estado sólido está atualmente em fase de produção de protótipo ou piloto.

O efeito da pandemia da COVID-19 no mercado global de baterias de estado sólido foi mínimo, uma vez que o impacto esteve relacionado com um atraso no investimento em projetos de I&D desta tecnologia. Além disso, a escassez de trabalhadores qualificados perturbou a cadeia de abastecimento e as operações de produção devido ao confinamento global, levando a atrasos em numerosos projectos. Além disso, a crescente adoção do setor industrial autónomo e dos VEs provavelmente terá um impacto positivo no mercado global de baterias de estado sólido.

Tendências do mercado de baterias de estado sólido

Aumentar os investimentos dos principais participantes do mercado, juntamente com o apoio governamental para P&D 

O mercado está testemunhando um aumento nos investimentos de empresas estabelecidas e startups. Os principais players que investem em P&D de baterias de estado sólido incluem fabricantes automotivos, bateria fabricantes e empresas de tecnologia. Toyota, BMW e QuantumScape estão investindo ativamente em pesquisa e desenvolvimento.

Em Março de 2024, o governo chinês anunciou que investiria mais de 830 milhões de dólares numa iniciativa liderada pelo governo para promover a tecnologia de baterias de estado sólido (SSB), com seis empresas listadas para receber financiamento estatal. Algumas grandes empresas são elegíveis para este financiamento e apoio governamental, incluindo a CATL, o maior fabricante mundial de baterias, e as grandes montadoras BYD e Geely. Juntamente com a CATL, a BYD, que compete com a Tesla como maior vendedora de veículos elétricos, fabricante de baterias e as montadoras FAW, SAIC e Geely do mundo, foram selecionadas para a iniciativa.

A maioria das empresas em todo o mundo planejou produzir em massa baterias de estado sólido no Japão (2025-2030), Europa (2025-2026), China continental e Taiwan (2023). O mercado provavelmente decolará depois de 2025. Alguns dos principais players anunciaram o lançamento do SSB com grandes investimentos, como os planos da Toyota de gastar US$ 13,5 bilhões para desenvolver tecnologia de baterias para veículos elétricos até 2030. A Volkswagen investiu em uma empresa de baterias dos EUA chamada QuantumScape , que anunciou seus planos de lançar seu primeiro SSB até o final de 2024. O Samsung Advanced Institute of Technology desenvolveu um SSB que pode ser carregado/descarregado em mais de 1.000 vezes com 800 km de quilometragem com uma única carga. A Hyundai planeia investir 100 milhões de dólares em SolidEnergy Systems, que utiliza um processo desenvolvido no Instituto de Tecnologia de Massachusetts.

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Fatores de crescimento do mercado de baterias de estado sólido

Crescente demanda por baterias mais seguras e de maior desempenho para impulsionar o crescimento do mercado

A crescente demanda por baterias mais seguras e de maior desempenho é um fator significativo para a expansão do mercado de baterias de estado sólido. Tradicional baterias de íon de lítio , embora amplamente utilizados, apresentam limitações em termos de segurança, como risco de incêndio e explosão, e preocupações de desempenho, como densidade de energia e velocidade de carregamento. As baterias de estado sólido usam eletrólitos sólidos em vez de líquidos, o que reduz o risco de vazamento, superaquecimento e riscos de incêndio associados aos eletrólitos líquidos inflamáveis ​​usados ​​em baterias convencionais.

Possuem densidades de energia mais altas, pois são projetadas para armazenar mais energia no mesmo volume ou peso em comparação com as baterias tradicionais. Isto é crucial para aplicações que exigem energia duradoura em espaços menores, como veículos elétricos. A indústria automotiva, especialmente os carros elétricos, é um importante motor de crescimento do mercado. À medida que os fabricantes de automóveis se esforçam para aumentar a autonomia e reduzir os tempos de carregamento dos veículos elétricos, as baterias de estado sólido são uma solução promissora. Além disso, os governos de todo o mundo promovem a adopção de veículos eléctricos através de incentivos e regulamentações, alimentando ainda mais a procura de tecnologias avançadas de baterias, tais como baterias de estado sólido. Outros setores, como o da eletrónica de consumo e o do armazenamento de energias renováveis, também estão a explorar o potencial das baterias de estado sólido para satisfazer as suas necessidades de armazenamento de energia de forma mais eficaz.

Diversificação de aplicações de baterias de estado sólido em diferentes setores para impulsionar a expansão do mercado

Inicialmente, as aplicações de baterias de estado sólido concentraram-se principalmente em produtos eletrônicos de consumo e na crescente demanda por veículos elétricos. Baterias de estado sólido têm sido exploradas para diversas aplicações, incluindo dispositivos médicos, aeroespacial e armazenamento de energia em rede. A capacidade de operar em temperaturas extremas e oferecer maiores densidades de energia os torna versáteis em diferentes setores. Na área médica, as baterias de estado sólido fornecem uma fonte de energia confiável para dispositivos médicos críticos, como marca-passos e desfibriladores. Seu tamanho compacto permite uma integração mais fácil em dispositivos médicos implantáveis ​​menores. As baterias de estado sólido podem ser menores e mais finas, tornando-as ideais para smartphones, cartões inteligentes, wearables, sensores sem fio e outros eletrônicos portáteis. Elas têm vida útil mais longa e se degradam mais lentamente que as baterias convencionais, aumentando a durabilidade dos dispositivos.

Além disso, como estas baterias podem armazenar grandes quantidades de energia e podem ser utilizadas para armazenamento de energia à escala da rede, melhorando a estabilidade e a eficiência do energia renovável fontes, elas podem desempenhar um papel vital nos sistemas de geração e transmissão de energia em diferentes setores. A diversificação entre estes setores não só aumenta a procura global, mas também promove a inovação e os avanços tecnológicos no mercado. À medida que estas baterias se tornam mais económicas e escaláveis, espera-se que a sua adoção cresça rapidamente, impulsionando ainda mais a procura em vários setores.

FATORES DE RESTRIÇÃO

Complexidade de fabricação e custos elevados são os principais desafios antes da comercialização 

Globalmente, há projetos e investimentos crescentes de pesquisa e desenvolvimento em baterias totalmente de estado sólido para alcançar melhor segurança, maior potência e densidade de energia, e armazenamento de energia com temperatura operacional mais ampla do que as baterias convencionais de íons de lítio. No entanto, vários desafios relacionados com a solidificação das baterias continuam a ser enfrentados antes que a tecnologia esteja pronta para comercialização generalizada. A produção de baterias de estado sólido em escala e a um custo competitivo é um desafio devido à complexidade dos processos de fabricação e dos materiais envolvidos.

As principais preocupações são os custos de fabricação, o desenvolvimento de cátodos de maior capacidade e tensão, melhores ânodos e a integração de filmes mais espessos em uma geometria de estado sólido. Atualmente, baterias de estado sólido de película fina são fabricadas usando técnicas de deposição baseadas em vácuo, como pulverização catódica de magnetron RF e DC. Tradicionalmente, baterias maiores dependem de processos de deposição mais convencionais, como revestimento de lama e calandragem. Portanto, atualmente são necessários equipamentos mais complexos para a fabricação de baterias de estado sólido, e o custo de fabricação dessas células é muito alto. Por exemplo, usar tecnologias contemporâneas para passar de microbaterias de miliamperes-hora para células de 1 ampere-hora de um telefone celular custaria milhares de dólares por bateria. Aumentar a produção de baterias de estado sólido e manter a consistência e a qualidade apresenta desafios significativos. Os processos de fabricação devem ser refinados e automatizados para reduzir custos e melhorar a eficiência.

Análise de segmentação de mercado de baterias de estado sólido

Análise por tipo

Bateria de camada única domina o mercado devido à sua estrutura mais simples e compacta

O mercado é segmentado com base no tipo em camada única e multicamadas. O segmento de baterias de camada única detém atualmente a maior parte do mercado. Essas baterias normalmente apresentam uma estrutura mais simples com todos os componentes em uma unidade compacta, oferecendo vantagens em escalabilidade de fabricação e economia.

Por outro lado, as baterias de estado sólido multicamadas utilizam estruturas empilhadas ou laminadas, permitindo maior flexibilidade na otimização da produção e capacidade de energia, ao mesmo tempo que acomodam diversas aplicações, desde eletrônicos de consumo aos veículos eléctricos.

Por análise de aplicação

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Consumer Electronics detém grande participação de mercado devido ao melhor fornecimento e viabilidade de energia

Com base na aplicação, o mercado é segmentado em eletrônicos de consumo, veículos elétricos, dispositivos médicos, entre outros. O segmento de eletrônicos de consumo, seguido pelos veículos elétricos, detém a maior parte do mercado. Na electrónica de consumo, a procura por fontes de energia compactas e duradouras com perfis de segurança melhorados impulsiona a adopção de baterias de estado sólido, oferecendo potencial para dispositivos mais finos e tempos de utilização mais longos sem comprometer a segurança.

Os veículos eléctricos constituem o segundo maior segmento em aplicação devido à necessidade de baterias de alta densidade energética que possam suportar uma utilização rigorosa e ciclos de carregamento rápidos, melhorando assim a autonomia e o desempenho, ao mesmo tempo que reduzem os requisitos de peso e espaço. Estes fatores impulsionadores sublinham os VE como uma das principais aplicações em baterias de estado sólido, dado o seu potencial para responder às preocupações dos veículos elétricos de longo alcance e melhorar a eficiência e a sustentabilidade geral dos veículos no mercado de mobilidade elétrica em rápido crescimento.

Além disso, dispositivos médicos beneficie-se do desempenho estável e do risco reduzido de vazamento no caso de baterias de estado sólido, o que é crítico para aplicações onde a confiabilidade e a segurança são de maior importância.

INFORMAÇÕES REGIONAIS

A Ásia-Pacífico lidera devido ao aumento da demanda por baterias mais seguras e eficientes 

O mercado foi estudado geograficamente em cinco regiões centrais: América do Norte, Europa, Ásia-Pacífico e o resto do mundo.

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A Ásia-Pacífico é a região líder no mercado global, seguida pela América do Norte. Na região, especialmente no Japão e na Coreia do Sul, as baterias de estado sólido são amplamente aplicadas em produtos eletrônicos de consumo, incluindo smartphones e dispositivos vestíveis. A procura de baterias mais seguras e eficientes neste mercado tecnologicamente avançado é um fator chave.

Na América do Norte, particularmente nos EUA, a principal aplicação para baterias de estado sólido é em Veículos Elétricos (EVs). Com empresas como a Tesla a impulsionar a inovação na tecnologia de baterias, há uma forte ênfase na melhoria da autonomia, da segurança e do desempenho dos VE, alinhando-se com os objetivos nacionais de redução das emissões de carbono e de promoção do transporte sustentável.

Na Europa, existe um quadro regulamentar robusto para reduzir as emissões de gases com efeito de estufa, e as baterias de estado sólido são utilizadas de forma proeminente em VEs e sistemas de armazenamento de energia renovável. O foco na sustentabilidade ambiental e na independência energética impulsiona a adoção de baterias de estado sólido para apoiar iniciativas de energia limpa.

No resto do mundo, que inclui a América Latina e a África, as baterias de estado sólido encontram aplicações em soluções de energia renovável fora da rede e em dispositivos médicos, onde a fiabilidade e a longevidade são críticas. No geral, embora os VEs dominem na América e na Europa devido aos avanços ambientais e tecnológicos, os produtos eletrónicos de consumo desempenham um papel fundamental na Ásia-Pacífico e as aplicações diversificadas satisfazem necessidades regionais específicas no resto do mundo.

PRINCIPAIS ATORES DA INDÚSTRIA

Principais participantes impulsionam inovação e parcerias estratégicas para desenvolver baterias para veículos elétricos

O cenário competitivo do mercado global de baterias de estado sólido consiste em players emergentes e de grande escala que desenvolvem baterias de estado sólido em toda a cadeia de valor do mercado global. As empresas estão se concentrando em aumentar a P&D para inovações em baterias de estado sólido para atender às necessidades futuras e comercializá-las o mais rápido possível. Os principais intervenientes como a Toyota pretendem lançar veículos elétricos com baterias de estado sólido já em 2030. Além disso, a Volkswagen anunciou que iria colaborar estrategicamente com a QuantumScape, uma empresa em que investe fortemente, para desenvolver baterias de estado sólido especificamente para veículos elétricos.

Lista das principais empresas de baterias de estado sólido:

• QuantumScape Battery, Inc.


• Solid Power Inc. . (NÓS.)


• Ilika (REINO UNIDO.)


• Soluções Azuis (França)


• Ampcera (EUA)


• ProLogium Technology CO., Ltd.


• (EUA)


• Hitachi Zosen Corporation (Japão)

PRINCIPAIS DESENVOLVIMENTOS DA INDÚSTRIA:

• Junho de 2024: A Blue Solutions colaborou com o CNRS, o Collège de France e a Universidade Sorbonne para desenvolver a próxima geração de baterias de estado sólido num contrato de dois anos. Este acordo ilustra o compromisso partilhado com a inovação e a procura de soluções energéticas avançadas essenciais para a transição. O objetivo é focar principalmente em eletrólitos híbridos para melhorar o alcance e aumentar a segurança das baterias de estado sólido.


• Maio de 2024: A Blue Solutions anunciou que iria desenvolver e produzir baterias de próxima geração para veículos elétricos na Bretanha e na região do Grande Leste, especificamente na Alsácia. A produção em grande escala está prevista para começar em 2030. Esta iniciativa visa criar cerca de 1.500 empregos até 2032, o que é apoiado por um investimento de mais de 2,38 mil milhões de dólares.


• Março de 2024: A QuantumScape Corporation anunciou que iniciou as remessas aos clientes do protótipo de células de bateria Alpha-2, o que é significativo no fornecimento do QSE-5, o primeiro produto comercial planejado da QuantumScape. O protótipo Alpha-2 de seis camadas é mais denso em energia do que o protótipo A0 anterior de 24 camadas. Isto se deve principalmente aos cátodos de maior carga e ao empacotamento mais eficiente que otimiza os materiais e o espaço dentro da célula. Essas melhorias na energia e nas densidades de potência dos protótipos Alpha-2 indicam que o QSE-5 pode ultrapassar os limites do desempenho da bateria de estado sólido.


• Setembro de 2023: A Blue Solutions assinou um Memorando de Entendimento (MOU) com a Foxconn, a maior fornecedora mundial de serviços de fabricação de eletrônicos, e sua subsidiária, SolidEdge Solution Inc., para desenvolver em conjunto um ecossistema de baterias de estado sólido. A parceria concordou em combinar seus conhecimentos e tecnologias para projetar e produzir baterias de células de estado sólido para veículos de duas rodas. Especificamente, eles usarão a inovadora tecnologia Gen4 da Blue Solutions e os materiais da SolidEdge Solution para equipar veículos de duas rodas para atender aos mercados-alvo.


• Agosto de 2022: A Hitachi Zosen Corporation e a Agência Nacional de Pesquisa e Desenvolvimento da Agência de Exploração Aeroespacial do Japão realizaram um experimento de demonstração para a operação de carga e descarga de baterias de íon-lítio totalmente em estado sólido que estão instaladas no Módulo Japonês-Kibo na Estação Espacial Internacional (ISS). ). Junto com a demonstração, eles confirmaram seu desempenho no ambiente espacial, marcando assim o primeiro sucesso mundial do gênero.

COBERTURA DO RELATÓRIO

O relatório fornece uma análise detalhada do mercado e concentra-se em aspectos cruciais, como os principais players, tipos de produtos/serviços e principais aplicações do produto. Além disso, o relatório oferece insights sobre as tendências do mercado e destaca desenvolvimentos vitais do setor. Além dos fatores acima, o relatório abrange diversos fatores que contribuíram para o crescimento do mercado nos últimos anos.

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