Нові можливості інвестування в технології акумуляторів

У міру збільшення попиту на мобільні обчислювальні машини та електромобілі, які обмежують діючу технологію акумуляторів, є блоком дорожнього руху. Винайдений у 1790-х роках італійським фізиком Алессандро Вольтою електричний акумулятор був робочим конем численних гаджетів, пристроїв та машин.

Оскільки споживчих пристроїв стало менше, а їхнє безперебійне використання перед заряджанням важливіше, також стає все більш важливим значення, щоб батареї стали мініатюризованішими та енергоефективнішими. Це, однак, виявилося технологічним перешкодою, яке, якщо його перевершити, стане важливим і прибутковим розвитком для завтрашньої високотехнологічної економіки.

Технологія акумулятора

Усі електричні батареї покладаються на фундаментальну хімічну реакцію відновлення та окислення (окислювальне відновлення), яка може відбуватися між двома різними матеріалами. Ці реакції розміщують у закритому та герметичному контейнері. Катод, або позитивний термінал зменшується анодом, або негативним терміналом, де відбувається окислення. Катод і анод фізично розділені електролітом, який дозволяє електронам легко протікати від одного терміналу до іншого. Цей потік електронів викликає електричний потенціал, який дозволяє отримати електричний струм при завершенні ланцюга.

Одноразові споживчі батареї (відомі як первинні батареї), такі як клітини розміром AA- та AAA, вироблені такими компаніями, як Energizer (ENR), покладаються на технологію, яка не сприяє сучасним застосуванням. Для одного вони не підзаряджаються. Ці так звані лужні батареї використовують катод діоксиду марганцю та цинковий анод, розділені розведеним електролітом діоксиду калію. Електроліт окислює цинк в аноді, тоді як діоксид марганцю в катоді реагує з окисленими іонами цинку, створюючи електрику. Поступово в електроліті накопичуються побічні продукти реакції, і кількість цинку, що залишився для окислення, зменшується. Врешті-решт батарея гине. Зазвичай ці батареї забезпечують 1, 5 вольт електроенергії, і їх можна послідовно організувати для збільшення цієї кількості. Наприклад, дві батареї типу АА забезпечують три вольта електроенергії.

Акумуляторні батареї (відомі як вторинні батареї) працюють приблизно однаково, використовуючи реакцію відновлення окислення між двома матеріалами, але вони також дозволяють реакції текти в зворотному напрямку. Сьогодні на ринку найчастіше використовуються акумуляторні батареї - літій-іонні (LiOn), хоча в пошуку інших справних акумуляторних батарей також були випробувані різні інші технології, включаючи нікель-металгідрид (NiMH) та нікель-кадмій (NiCd).

NiCd були першими комерційно доступними акумуляторними батареями для масового використання на ринку, але страждали від можливості лише обмеженої кількості заряджених пристроїв. NiMH замінив NiCd акумулятори і їх можна було заряджати частіше. На жаль, у них був дуже короткий термін зберігання, тому, якщо вони не будуть використані незабаром після виробництва, вони можуть бути неефективними. Акумулятори LiOn вирішили ці проблеми, поставившись у невеликій ємності, що має тривалий термін зберігання та дозволяє багато заряджати. Але батареї LiOn не найчастіше використовуються в побутовій електроніці, як мобільні пристрої та портативні комп'ютери. Ці батареї набагато дорожчі, ніж одноразові лужні батареї, і зазвичай не мають традиційні розміри AA, AAA, C, D тощо (Дивіться також: Запаси літій-іонних акумуляторів .)

Останній тип акумуляторних батарей, з яким знайома більшість людей, - це рідкі свинцево-кислотні акумулятори, які найчастіше використовуються як автомобільні акумулятори. Ці батареї можуть забезпечити багато енергії (як при холодному запуску автомобіля), але містять небезпечні матеріали, включаючи свинець та сірчану кислоту, яка використовується як електроліт. Потрібно обережно утилізувати такі батареї, щоб не забруднювати навколишнє середовище та не завдавати фізичної шкоди особам, що поводяться з ними.

Мета сучасної технології акумуляторів - створити акумулятор, який може відповідати або покращувати продуктивність LiOn акумуляторів, але без великих витрат, пов'язаних з їх виготовленням. У межах сімейства літій-іонів зусилля були зосереджені на додаванні додаткових інгредієнтів для підвищення ефективності роботи акумулятора при зниженні цінника. Наприклад, літій-кобальт (LiCoO2) зараз зустрічається у багатьох мобільних телефонах, ноутбуках, цифрових фотоапаратах та носимих продуктах. Літій-марганцеві клітини (LiMn2O4) найчастіше використовуються для електроінструментів, медичних інструментів та електричних силових агрегатів, таких як електричні транспортні засоби. (Докладніше див: Чому автомобілі Tesla такі дорогі? )

В даний час є команди, які проводять дослідження та розробки для підвищення продуктивності літієвих акумуляторів. Літій-повітряні (Li-Air) акумулятори - це нова захоплююча розробка, яка може забезпечити набагато більшу ємність накопичувача енергії - до 10 разів більше ємності, ніж типова батарея LiOn. Ці батареї буквально «дихають» повітрям, використовуючи вільний кисень для окислення анода. Хоча ця технологія здається багатообіцяючою, існує ряд технологічних проблем, серед яких швидке нарощування побічних продуктів, що знижують продуктивність, і проблема "раптової загибелі", коли акумулятор перестає працювати без попередження.

Літій-металеві акумулятори також є вражаючою розробкою, що обіцяє майже в чотири рази більше енергоефективності, ніж сучасні технології акумулятора електричного автомобіля. Цей тип акумуляторів також набагато дешевший у виробництві, що знизить вартість продуктів, які ними користуються. Проблеми безпеки, однак, викликають основне занепокоєння, оскільки ці батареї можуть перегріватися, викликати пожежу або вибухнути при пошкодженні. Інші нові технології, над якими працювали, включають літій-сірку та кремній-вуглець, але ці клітини ще знаходяться на ранніх етапах досліджень і поки не є комерційно життєздатними. Також існує кілька розробок навколо батарей, що працюють на сонячних батареях.

Інвестування в технології акумуляторів

Якщо і коли технологія акумуляторів відправиться в цих захоплюючих нових напрямках, це знизить собівартість продукції для побутової електроніки та для електромобілів, таких як вироблена Tesla Motors (TSLA). Нещодавно Tesla анонсувала будівництво «гігафабрики», яка не лише виробляє більше транспортних засобів, але й виробляє власні акумулятори LiOn у будинку спільно з японським гігантами електроніки Panasonic (ADR: PCRFY). Взявши проблему з виробництвом акумуляторів у свої руки, Tesla, можливо, знайшла чудовий спосіб отримати інвестиційне вплив як на електромобілі, так і на акумуляторні технології. (Дивитися також: Гібридні батареї .)

Ринок батарейних технологій дещо міопічний, коли нові технології, розробки та партнерства катапультують галузь вперед. Звіт компанії «Вищі 20 літій-іонних акумуляторних батарей 2018» від Visiongain пропонує велику інформацію про ринок акумуляторних технологій та провідних його виробників. Компанії у звіті включають:

• A123 Systems Inc.
• Корпорація енергетичного енергопостачання (AESC)
• Корпорація авіаційної промисловості Китаю (AVIC)
• Компанія BYD Ltd.
• CBAK Energy Technology Inc.
• Сучасна компанія Amperex Technology Ltd (CATL)
• Корпорація GS Yuasa
• Хефей Гуоксуан високотехнологічної енергетичної енергії Co., ТОВ
• Hitachi хімічної Co., ТОВ
• Johnson Controls International Plc.
• LG Chem
• Microvast Inc.
• Корпорація Panasonic
• Безпечні акумулятори
• Samsung SDI Co. ТОВ
• Корпорація TDK / Amperes Technology Ltd (ATL)
• Tesla Inc.
• Тяньцзінь Лішен Акціонерний Co., ТОВ
• Tianneng Power International Ltd
• Корпорація Toshiba

Інші помітні назви в галузі акумуляторів включають такі:

• Arotech Corp (ARTX) розробляє та розповсюджує літієві та цинкові повітряні батареї та зараховує американських військових до своїх клієнтів.
• PolyPore Inc. (PPO) виробляє вузькоспеціалізовані літієві полімерні батареї в основному для промислових та медичних цілей.
• Ener1 (OTCMKTS: HEVVQ) - компанія з альтернативної енергетики, яка має спільне підприємство з компанією Delphi Automotive (DLPH), яке має мажоритарну власність для створення батарейних рішень для електромобілів.
• Haydale Graphene Industries PLC (LON: HAYD) - британська компанія, що використовує нанотехнології та матеріал графен для виробництва, серед іншого, акумуляторів на основі графену.
• Прикладні графенові матеріали (OTCMKTS: APGMF) також проводять дослідження для додатків на основі графену.
• EnerSys - це просто грати акумулятори. Наразі це найбільший виробник промислових акумуляторів у світі.

Існує також Global X Lithium & Battery Tech ETF (LIT). цей ETF прагне відстежувати індекс Solactive Global Lithium і надає впливу диверсифікованого портфеля публічно торгуваних компаній, орієнтованих головним чином на літій, включаючи видобуток літію, переробку літію та використання літію у виробництві акумуляторів. Найвищі фонди LIT ETF станом на жовтень 2018 року включали:

• FMC CORP 18, 06%
• ALBEMARLE CORP 17, 64%
• SAMSUNG SDI CO LTD 7, 40%
• ENERSYS 6, 91%
• QUIMICA Y MINERA CHIL-SP 6, 62%
• LG CHEM LTD 5, 41%
• GS YUASA CORP 4, 95%
• PANASONIC CORP 4, 60%
• TESLA INC 4, 37%
• SIMPLO TECHNOLOGY CO LTD 4, 24%

Суть

Батареї для живлення завжди були важливими в сучасну епоху. Однак з появою мобільних обчислювальних та електричних машин їх значення лише продовжить зростати. Зараз, наприклад, акумуляторні батареї складають більше половини вартості автомобіля Tesla. (Дивитися також: Який найкращий спосіб отримати опромінення електричних автомобілів при інвестуванні в автомобільний сектор? )

Завдяки їх зростаючому значенню, дослідження нових і кращих акумуляторних батарей набирають обертів. Літій-повітряні та літій-металеві акумулятори можуть виявитись важливим прогресом. Якщо ці технології в кінцевому рахунку окупляться, інвестиції у великі компанії, що займаються виробництвом акумуляторів, у виробників літій-іонів чистої гри або непряме опромінення виробників літієвих металів можуть допомогти підвищити майбутні показники портфеля. ( Докладніше див.: Вкладення коштів у наступний мегатренд: літій .)