TREIBER: WACHSENDE VERWENDUNG VON LITHIUM-IONEN-BATTERIEN IN DER UNTERHALTUNGSELEKTRONIK Den vollständigen Bericht finden Sie unter https://databridgemarketresearch.com/reports/japan-silicon-anode-material-battery-market Lithium-Ionen-Batterien sind in der Elektronikindustrie weit verbreitet, insbesondere in Smartphones, da sie verschiedene positive Eigenschaften aufweisen, wie hohe Energiedichte, lange Haltbarkeit, geringer Wartungsaufwand und die Möglichkeit zum Austausch durch den Benutzer. Der Markt für Lithium-Ionen-Batterien wird in den kommenden Jahren ein starkes Wachstum verzeichnen, da sie sich in Bezug auf Leistung und Energiedichte für mobile Anwendungen wie Herzschrittmacher, Digitalkameras, PDAs und Smartphones, Uhren, Taschenrechner, Laserpointer, Auto-Fernverriegelungen usw. etabliert haben. Thermometer unter anderem elektronische Geräte. Traditionell wurden Graphit-Anodenmaterialien für Lithium-Ionen-Batterien verwendet, aber aufgrund der Graphitknappheit wurde Silizium-Anodenmaterial als Lösung gewählt, da die Nutzung natürlicher Quellen zur Graphitproduktion nun mit strengen Vorschriften verbunden ist. Außerdem wird erwartet, dass die hohe Leistungsfähigkeit von Silizium bei geringem Einsatz von Anodenmaterialien zu einem Anstieg der Nachfrage nach Lithium-Ionen-Batterien mit Silizium-Anoden führen wird, da der weltweite Verbrauch von Unterhaltungselektronik, insbesondere Smartphones, zunimmt. HOHE ENERGIESPEICHERKAPAZITÄT VON SILIZIUM Silizium hat eine enorme Speicherkapazität, die es gegenüber den Materialien, die in handelsüblichen Lithium-Ionen-Batterien verwendet werden, potenziell entscheidend überlegen macht. Silizium weist eine viel höhere Energiedichte als Graphit auf, sodass eine Tonne Silizium genug Energie speichern kann, um etwa 28 Haushalte einen Tag lang mit Strom zu versorgen. Die Verwendung von Siliziumanodenbatterien steigert das Potenzial der Batterie durch die Speicherung solch enormer Energiemengen, was die Kommerzialisierung von Silizium in Lithium-Ionen-Batterien vorantreibt. So hilft die hohe Energiespeicherung den Automobilherstellern beispielsweise dabei, die elektrische Reichweite von Fahrzeugen mit weniger Batterien zu erhöhen. Darüber hinaus verringern aktuelle Anforderungen in Smartphones, wie das Spielen von Spielen mit hoher Grafikauflösung zusammen mit der Nutzung von ROM/RAM, Video-Streaming und anderen Vorgängen, die Batterieleistung, die durch den Ersatz von Graphit durch Silizium um das Zehnfache gesteigert werden kann. Diese enorme Energiespeicherkapazität von Silizium steigert das Potenzial der Batterie, was voraussichtlich das Wachstum von Siliziumanoden in Lithium-Ionen-Batterien vorantreiben wird. KOSTENGÜNSTIGE MATERIALIEN Die Kosten sind der wichtigste Faktor für jeden Markt, und der Markt für Siliziumanodenbatterien wird voraussichtlich davon getrieben, dass er kostengünstig ist und keinen Budgetbeschränkungen unterliegt, da Silizium nach Sauerstoff das in der Natur am häufigsten vorkommende Element ist und daher eine nahezu unbegrenzte, kostengünstige Ressource ist. Aufgrund der hohen Energiekapazität von Silizium verringert sich außerdem die Anzahl der in Geräten oder Autos benötigten Batterien, was ebenfalls zur Senkung der Herstellungskosten beiträgt. Darüber hinaus können die Herstellungskosten durch das Züchten von Silizium-Nanodrähten mit Graphit- oder Kohlenstoffmaterialien weiter gesenkt werden. Das in der Natur reichlich vorhandene Silizium sorgt für eine hohe Verfügbarkeit der Ressource für die gewerbliche Nutzung und wirkt sich positiv auf die Kostenstruktur aus, da eine Massenproduktion zu geringeren Kosten möglich ist. Darüber hinaus verbessert Silizium auch die Speicherkapazität der Batterie, wodurch weniger Batterien benötigt werden. Die Verwendung von Siliziumanoden in Batterien verringert also die Herstellungskosten der Anwendungen wie Autos, elektronischer Geräte und anderer Anwendungen. Steigende Nachfrage nach Silikonanodenbatterien in der Automobilindustrie Nanoverbundwerkstoffe aus Silizium in Lithium-Ionen-Batterien verbessern die Leistung der Batterie in Automobilen erheblich, was dazu führt, dass Siliziumanodenbatterien als Batterien der nächsten Generation in Betracht gezogen werden. Daher werden sie hauptsächlich in Elektrofahrzeugen, Elektrofahrrädern und Plug-in-Hybrid-Elektrofahrzeugen eingesetzt. Die Kosten werden auch durch die Verwendung von Silizium in Elektrofahrzeugbatterien beeinflusst. Forscher der Vrije University in Belgien haben beispielsweise geschätzt, dass durch die Verwendung von Silizium in Elektrofahrzeugbatterien die Kosten pro Kilowattstunde um 30 % gesenkt werden können. Daher wird erwartet, dass die Nachfrage nach Siliziumanodenbatterien für Elektrofahrzeuge nach Siliziumanodenmaterialien stark ansteigen wird und dass dies das Wachstum des Marktes für Siliziumanodenbatterien mit dem steigenden Verbrauch von Elektrofahrzeugen vorantreiben wird. Einschränkungen HOHE ANFÄNGLICHE INVESTITIONSKOSTEN FÜR DEN BAU EINES RECHENZENTRUMS Die steigende Zahl von Unternehmen weltweit hat die Nachfrage nach Rechenzentren zur Verwaltung der täglich generierten Daten erhöht. Die zunehmende Installation von Servern führt tendenziell zu höheren Infrastrukturkosten für die Einrichtung der gesamten Architektur. Daher entwickeln Serverhersteller hochdichte Schränke, mit denen Unternehmen diese Server effizient verwalten können. Für die Einrichtung der gesamten Infrastruktur muss das Unternehmen in der Anfangsphase hohe Investitionen tätigen. Aus diesem Grund haben kleine Unternehmen kein Budget für den Bau eines Rechenzentrums, um diese Server separat zu verwalten. Da diese kleinen Unternehmen über ein begrenztes Budget verfügen, sind ihre Ausgaben für den Bau von Rechenzentren begrenzt. Beispielsweise liegen die Kosten pro Quadratmeter für den Bau eines Rechenzentrums zwischen 1.300 und 2.000 US-Dollar und umfassen Bau, Infrastruktur, Computerserver und mehr. Daher behindern die hohen Anfangskosten für den Bau eines Rechenzentrums zur Datenspeicherung und Serververwaltung das allgemeine Wachstum des weltweiten Marktes für den Bau von Rechenzentren. VOLUMETRISCHE AUSDEHNUNG DER SILIZIUMANODE Lithium-Ionen-Batterien sind wiederaufladbare Batterien zur Energiespeicherung. Bei Lithium-Ionen-Batterien ist Silizium das beste Material für die Herstellung von Lithium-Ionen-Batterien der nächsten Generation, da Silizium das Potenzial hat, die Lebensdauer der Batterien zu verlängern und eine höhere Energiedichte aufweist, um den hohen Anforderungen von Elektrofahrzeugen gerecht zu werden. Außerdem spielt die Diffusion von Lithium eine der dominierenden Rollen bei der Lithiierung von amorphem Silizium und behindert so das Gesamtwachstum. Beispielsweise führt eine große Volumenausdehnung von bis zu 400 % von Siliziumanoden zur Degradation von Siliziumpartikeln und zur Zerstörung der SEI (Feststoff-Elektrolyt-Grenzfläche). Darüber hinaus kann dieses Problem einen drastischen Kapazitätsverlust verursachen und die Elektroden in den Batterien beschädigen, was die kommerzielle Anwendung von Siliziumanoden in Lithium-Ionen-Batterien behindert. Daher kann die Volumenausdehnung von Siliziumanoden als einer der hemmenden Faktoren für den Batteriemarkt aus Siliziumanodenmaterial in China, Japan und Korea angesehen werden. GELEGENHEITEN HOHER WELTWEITER SMARTPHONE-VERBRAUCH Der weltweite Smartphone-Konsum ist im Jahr 2018 aufgrund der Digitalisierung und der rasanten Zunahme der Internetnutzer stark angestiegen. Weltweit gibt es rund 4 Milliarden aktive Smartphone-Nutzer, was eine enorme Nutzerzahl darstellt. Diese weitverbreitete Nutzung von Smartphones hat dem Markt für Siliziumanodenbatterien eine Wachstumschance eröffnet, da sie für mobile Anwendungen zur Verbesserung der Akkuleistung eingesetzt werden. Derzeit werden leichtere, dünnere und schnellere Smartphones mit erweiterten Funktionen entwickelt, die von den Nutzern auf der ganzen Welt immer mehr bevorzugt werden. Die Akkuleistung ist ein erheblicher Faktor bei aktuellen mobilen Anwendungen, da batterieintensive Vorgänge auf Smartphones wie Video-Streaming, regelmäßige Internetnutzung und das Spielen von Spielen mit hoher Grafikauflösung zusammen mit der ROM-/RAM-Nutzung verbrauchen. Daher haben Siliziumanodenbatterien die Chance, proportional zur Wachstumsrate des Smartphone-Konsums zu wachsen. HOHER WELTWEITER VERBRAUCH AN ELEKTROFAHRZEUGEN Aufgrund des steigenden Bedarfs an Energiesicherheit und Umweltbedenken ist der Markt für Elektrofahrzeuge erheblich gewachsen. Laut der Internationalen Energieagentur wurden 2018 insgesamt über 3 Millionen Elektrofahrzeuge verkauft, was einem erheblichen Marktwachstum entspricht. Es wird erwartet, dass bis 2020 die Hälfte der Neuwagenverkäufe aus Plug-in-Hybrid-, Hybrid-Elektro- und vollelektrischen Modellen bestehen wird. Der Schlüssel zu dieser enormen Veränderung werden für die Automobilhersteller die Lithium-Ionen-Batterien sein. Daher hat der Markt für Siliziumanodenbatterien im Automobilsektor enorme Wachstumschancen, da Silizium das am meisten bevorzugte Anodenmaterial für Lithium-Ionen-Batterien ist. Ein enormes Wachstum der Elektrofahrzeugverkäufe auf globaler Ebene bietet Chancen für den Markt für Siliziumanodenbatterien, da die meisten Automobilhersteller daran arbeiten, eine bessere Energiekapazität und Leistung bereitzustellen. NIEDRIGE GRAPHITPRODUKTION Aufgrund der Ausbeutung natürlicher Ressourcen unterliegt die Graphitproduktion strengen Vorschriften, was zu einem Mangel an Graphit führt. Silizium hat sich als die beste Alternative für Graphit für Batterien herausgestellt, da die Verfügbarkeit von Graphit je nach Bedarf begrenzt ist. Beispielsweise benötigt eine große Batterie für Elektrofahrzeuge etwa 25 kg Graphit für die Lithium-Ionen-Anode, was zu einem Mangel an Graphit in Bezug auf Verbrauch und Preis führen könnte. Die Herstellung von Anodengraphit ist teuer und der Prozess beinhaltet zudem die Erzeugung von Abfall, wohingegen Silizium das zweithäufigste Element auf der Erde ist, was es zu einer kostengünstigen Ressource macht. Beispielsweise hat China die Graphitproduzenten aufgrund der zunehmenden Umweltverschmutzung stetig zur Schließung gezwungen; dies könnte zu einem Anstieg der Batteriepreise führen. Die schnell wachsende Nachfrage nach Lithium-Ionen-Batterien hat eine Ersatzressource, Silizium, verstärkt. Siliziumanodenbatterien haben die Chance, sich durchzusetzen, da sie Graphit bei der Herstellung von Batterien vollständig ersetzen können. Die geringe Graphitproduktion aufgrund von Budgetbeschränkungen und Umweltbedenken eröffnet Wachstumschancen für den Siliziumanodenbatteriemarkt. HERAUSFORDERUNG ALTERNATIVE ZUR SILIZIUMANODE IN LI-ION-BATTERIEN Eine Alternative zu einem Produkt kann dann in Betracht gezogen werden, wenn es ein anderes Produkt gibt, das gegenüber dem entsprechenden Produkt einige Vorteile hat. Siliziumsuboxid kann aufgrund seiner verbesserten Zyklenstabilität als eine Alternative zur Siliziumanode angesehen werden. Außerdem hat Siliziumsuboxid eine bessere Zyklenleistung als Silizium. Viele Batteriehersteller forschen an Siliziumsuboxid, da Siliziumsuboxid gegenüber Silizium Vorteile hat. So wurde beispielsweise im Jahr 2019 vom Laboratory of Advanced Technology for Materials Synthesis and Processing anerkannt, dass Siliziumoxide eine Familie von Anodenmaterialien für hochenergetische Lithium-Ionen-Batterien sind. All diese Vorteile von Siliziumsuboxid und amorphem Siliziumsubnitrid gegenüber Silizium können das Gesamtwachstum des japanischen Marktes für Batterien mit Siliziumanodenmaterial begrenzen. Markt-Trends
- Auf der Grundlage des Rohmaterials ist der Markt in Siliziumverbindungen und Siliziumisotope unterteilt. Das weitere Segment der Siliziumverbindungen ist in Siliziumdioxid (Silica), Siliziumoxid, Siliziummonoxid, Siliziumkarbid (SIC) und andere unterteilt. Siliziumisotope sind weiter in 28SI, 29SI und 30SI unterteilt.
- Auf der Grundlage der Batterieanwendung ist der Markt in reine Anodensiliziumbatterien und Siliziumxbatterien unterteilt
- Auf der Grundlage des Endverbrauchers ist der Markt in Automobil, Elektronik, Energie und Strom und andere segmentiert
Hauptakteure: Japanischer Markt für Batterien aus Siliziumanodenmaterial
Einige der führenden Teilnehmer auf diesem Markt sind Targray Group, Elkem ASA, SHIN-ETSU CHEMICAL CO., LTD., JSR Corporation, Albemarle Corporation, NanoGraf Corporation, Ashland, Orange Power Ltd., BTR New Energy Material Ltd. und Nexeon Limited.
