CONDUCTORES: ADOPCIÓN CRECIENTE DE BATERÍAS DE IONES DE LITIO EN ELECTRÓNICA DE CONSUMO Acceda al informe completo en https://databridgemarketresearch.com/reports/japan-silicon-anode-material-battery-market Las baterías de iones de litio se están introduciendo ampliamente en la industria electrónica, especialmente en los teléfonos inteligentes, debido a sus diversas características positivas, como alta densidad de energía, larga vida útil, bajo mantenimiento y que son reemplazables por el usuario. El mercado de baterías de iones de litio experimentará un fuerte crecimiento en los próximos años debido al lugar establecido en potencia y densidades de energía para aplicaciones móviles, como marcapasos, cámaras digitales, PDA y teléfonos inteligentes, relojes, calculadoras, punteros láser, controles remotos para automóviles. Cerraduras, termómetros entre otros dispositivos electrónicos. Tradicionalmente, los materiales de ánodo de grafito se han utilizado para las baterías de iones de litio, pero la escasez de suministro de grafito ha convertido la solución en materiales de ánodo de silicio, ya que la explotación de fuentes naturales para la producción de grafito ahora va acompañada de regulaciones estrictas. Además, se prevé que la capacidad de alto rendimiento del silicio con un bajo uso de materiales anódicos será testigo de un aumento en la demanda de baterías de iones de litio de ánodo de silicio con el crecimiento del consumo mundial de productos electrónicos de consumo, especialmente teléfonos inteligentes. ALTA CAPACIDAD DE ALMACENAMIENTO DE ENERGÍA DEL SILICIO El silicio tiene una enorme capacidad de almacenamiento que lo hace potencialmente ventajoso sobre los materiales utilizados en las baterías de iones de litio disponibles comercialmente. El silicio demuestra una densidad de energía mucho mayor que el grafito: una tonelada de silicio es capaz de almacenar suficiente energía para alimentar aproximadamente 28 casas por día. El uso de baterías de ánodo de silicio mejora el potencial de la batería al almacenar una cantidad tan grande de energía, lo que impulsa la comercialización de silicio en baterías de iones de litio. Por ejemplo, el alto almacenamiento de energía ayuda a los fabricantes de automóviles a aumentar la autonomía eléctrica de los vehículos con menos baterías. Además, los requisitos actuales de los teléfonos inteligentes, como jugar juegos de alta resolución gráfica junto con la utilización de ROM/RAM, transmisión de video y otras operaciones, reducen el rendimiento de la batería, que se puede aumentar diez veces reemplazando el grafito con silicio. Esta enorme capacidad de almacenamiento de energía del silicio mejora el potencial de la batería que se espera impulse el crecimiento de los ánodos de silicio en las baterías de iones de litio. MATERIALES RENTABLES El costo es el factor principal que impulsa cualquier mercado y se espera que el mercado de baterías de ánodo de silicio se vea impulsado por el hecho de que es rentable y no enfrenta ninguna restricción presupuestaria, ya que el silicio es el elemento más abundante en la naturaleza después del oxígeno, que lo convierte en un recurso rentable casi ilimitado. Además, la alta capacidad energética del silicio reduce el número de baterías necesarias en cualquier dispositivo o automóvil, lo que también ayuda a reducir el coste de fabricación. Además de esto, el costo de fabricación se puede reducir aún más cultivando nanocables de silicio con materiales de grafito o carbono. La abundancia de silicio en la naturaleza plantea una alta disponibilidad del recurso para el uso comercial y también tiene un impacto positivo en la estructura de costos, ya que puede producirse en masa a costos más bajos. Además de esto, el silicio también mejora la capacidad de almacenamiento de la batería, lo que resulta en una menor cantidad de baterías necesarias. Así, el uso de ánodo de silicio en baterías reduce el costo de fabricación de la aplicación, como automóviles, dispositivos electrónicos, entre otras aplicaciones. AUMENTO DE LA DEMANDA DE BATERÍAS DE ÁNODO DE SILICONA EN LA INDUSTRIA AUTOMOTRIZ Los nanomateriales compuestos de silicio en las baterías de iones de litio mejoran significativamente el rendimiento de la batería en la automoción, lo que da lugar a la deliberación sobre las baterías de ánodo de silicio como baterías de próxima generación. Por lo tanto, se emplean principalmente en vehículos eléctricos, bicicletas eléctricas y vehículos eléctricos híbridos enchufables. El costo también se ve afectado por el uso de silicio en las baterías de vehículos eléctricos. Por ejemplo, investigadores de la Universidad de Vrije (Bélgica) han estimado que el uso de silicio en baterías de vehículos eléctricos puede reducir el costo por KW hora en un 30%. Por lo tanto, se prevé que los materiales de ánodo de silicio sean testigos de un aumento en la demanda de baterías de ánodo de silicio en vehículos eléctricos y se espera que impulsen el crecimiento en el mercado de baterías de ánodo de silicio con el crecimiento del consumo de vehículos eléctricos. RESTRICCIONES ALTO COSTO DE INVERSIÓN INICIAL PARA LA CONSTRUCCIÓN DEL CENTRO DE DATOS El creciente número de empresas en todo el mundo ha aumentado la demanda de centros de datos para gestionar los datos que se generan a diario. La creciente instalación de servidores tiende a aumentar el costo de infraestructura de la organización para configurar toda la arquitectura. Como resultado, los fabricantes de servidores están desarrollando gabinetes de alta densidad que ayudarán a las organizaciones a administrar esos servidores de manera eficiente. Para configurar toda la infraestructura, la organización debe realizar grandes inversiones en la etapa inicial. Debido a esto, las pequeñas empresas no cuentan con presupuesto para la construcción de un centro de datos para administrar estos servidores por separado. Dado que estas pequeñas empresas tienen un presupuesto limitado, las restringen a gastar en la construcción de centros de datos. Por ejemplo, el costo por pie cuadrado para la construcción de un centro de datos es de entre $ 1300 y $ 2000 y esto incluye construcción, infraestructura, servidores informáticos y otros. Por lo tanto, el alto costo inicial para la construcción de centros de datos para almacenar datos y administrar servidores está obstaculizando el crecimiento general del mercado de construcción de centros de datos a nivel mundial. EXPANSIÓN VOLUMÉTRICA DEL ANODO DE SILICIO Las baterías de iones de litio son baterías recargables para almacenar energía. En las baterías de iones de litio, el silicio es el mejor material para fabricar baterías de iones de litio de próxima generación porque el silicio tiene potencial para prolongar la vida útil de las baterías y tiene una mayor densidad de energía para ayudar a satisfacer los altos requisitos de los vehículos eléctricos. Además, la difusión del litio desempeña un papel dominante en la litiación del silicio amorfo, lo que obstaculiza el crecimiento general. Por ejemplo, una gran expansión volumétrica de hasta el 400% de los ánodos de silicio provoca la degradación de las partículas de silicio y la destrucción de la SEI (interfase sólido-electrolito). Además, este problema puede provocar una pérdida drástica de capacidad y dañar los electrodos de las baterías, lo que dificulta la aplicación comercial de ánodos de silicio en baterías de iones de litio. Por lo tanto, la expansión volumétrica del ánodo de silicio puede considerarse como uno de los factores restrictivos para el mercado de baterías de material de ánodo de silicio de China, Japón y Corea. OPORTUNIDADES ALTO CONSUMO MUNDIAL DE SMARTPHONES El consumo mundial de teléfonos inteligentes ha crecido ampliamente en el año 2018 debido a la digitalización y el rápido aumento de usuarios de Internet. Hay alrededor de 4 mil millones de usuarios activos de teléfonos inteligentes en todo el mundo, lo que representa una enorme cantidad de usuarios. Un uso tan amplio de los teléfonos inteligentes ha abierto una oportunidad para que crezca el mercado de baterías de ánodo de silicio, ya que se está adoptando para aplicaciones móviles para mejorar el rendimiento de la batería. Actualmente, los usuarios de todo el mundo han desarrollado y prefieren más teléfonos inteligentes más ligeros, delgados y rápidos con funciones avanzadas. El rendimiento de la batería es un factor considerable en las aplicaciones móviles actuales, debido a las operaciones que consumen batería en los teléfonos inteligentes, como la transmisión de video, el uso regular de Internet y la reproducción de juegos de alta resolución gráfica junto con la utilización de ROM/RAM. Por lo tanto, la batería de ánodo de silicio tiene la oportunidad de crecer proporcionalmente a la tasa de crecimiento del consumo de teléfonos inteligentes. ALTO CONSUMO MUNDIAL DE VEHÍCULOS ELÉCTRICOS Debido a la creciente necesidad de seguridad energética y preocupaciones medioambientales, el mercado de vehículos eléctricos ha crecido significativamente. Según la Agencia Internacional de Energía, el total de unidades de vehículos eléctricos vendidas en 2018 superó los 3 millones, lo que supone un crecimiento significativo en el mercado. Se espera que para 2020, la mitad de las ventas de vehículos nuevos consistan en modelos híbridos enchufables, híbridos eléctricos y totalmente eléctricos. La clave de este gran cambio serán las baterías de iones de litio para los fabricantes de automóviles. Por lo tanto, el mercado de baterías de ánodo de silicio tiene una gran oportunidad de crecer en el sector automotriz, ya que el silicio es el material de ánodo preferido para las baterías de iones de litio. Un enorme crecimiento en las ventas de vehículos eléctricos a nivel mundial presenta una oportunidad para el mercado de baterías de ánodo de silicio, ya que la mayoría de los fabricantes de automóviles están trabajando para proporcionar una mejor capacidad y rendimiento energético. BAJA PRODUCCIÓN DE GRAFITO Debido a la explotación de los recursos naturales, la producción de grafito va acompañada de regulaciones estrictas, lo que resulta en una escasez de suministro de grafito. El silicio se ha convertido en la mejor alternativa al grafito para baterías porque la disponibilidad de grafito es limitada según los requisitos. Por ejemplo, una batería de vehículo eléctrico grande requiere alrededor de 25 kg de grafito para el ánodo de iones de litio, lo que podría provocar una escasez de suministro de grafito en términos de consumo y precio. La producción de grafito de calidad anódica es costosa y su proceso incluye la generación de desechos, mientras que el silicio es el segundo elemento más abundante en la Tierra, lo que lo convierte en un recurso rentable. Por ejemplo, China ha estado obligando constantemente a los productores de grafito a cerrar en respuesta al aumento de la contaminación; Esto puede provocar el aumento de los precios de las baterías. La demanda en rápido crecimiento de baterías de iones de litio ha aumentado un recurso sustituto: el silicio. La batería de ánodo de silicio tiene la oportunidad de dominar, ya que es capaz de reemplazar completamente al grafito en la fabricación de baterías. La baja producción de grafito debido a limitaciones presupuestarias y preocupaciones ambientales abre oportunidades para que crezca el mercado de baterías de ánodo de silicio. DESAFÍO ALTERNATIVA DEL ANODO DE SILICIO EN BATERIAS DE LI-ION Se puede considerar una alternativa de cualquier producto cuando existe otro producto que tiene algunas ventajas sobre el producto correspondiente. El subóxido de silicio puede considerarse como una de las alternativas al ánodo de silicio debido a su mayor estabilidad cíclica. Además, el subóxido de silicio tiene un mejor rendimiento cíclico que el silicio. Muchos fabricantes de baterías están investigando el subóxido de silicio debido a las ventajas del subóxido de silicio sobre el silicio. Por ejemplo, en 2019, se reconoció el Laboratorio de Tecnología Avanzada para Síntesis y Procesamiento de Materiales. Los óxidos de silicio son una familia de materiales anódicos para baterías de iones de litio de alta energía. Todas estas ventajas del subóxido de silicio y el subnitruro de silicio amorfo sobre el silicio pueden limitar el crecimiento general del mercado japonés de baterías de material de ánodo de silicio. Las tendencias del mercado
- Sobre la base de la materia prima, el mercado se segmentó en compuestos de silicio e isótopos de silicio. Además, el segmento de compuestos de silicio se divide en dióxido de silicio (sílice), óxido de silicio, monóxido de silicio, carburo de silicio (SIC) y otros. Los isótopos de silicio se clasifican además en 28SI, 29SI y 30SI.
- Según la aplicación de la batería, el mercado se segmenta en batería de silicio de ánodo puro y batería de silicio.
- Según el usuario final, el mercado se segmenta en automoción, electrónica, energía y potencia y otros.
Actores principales: mercado japonés de baterías de material de ánodo de silicio
Algunos de los participantes destacados que operan en este mercado son Targray Group, Elkem ASA, SHIN-ETSU CHEMICAL CO., LTD., JSR Corporation, Albemarle Corporation, NanoGraf Corporation, Ashland, Orange Power Ltd., BTR New Energy Material Ltd. y Nexeon. Limitado.
