CONDUCTEURS : ADOPTION CROISSANTE DE LA BATTERIE LITHIUM-ION DANS L'ÉLECTRONIQUE GRAND PUBLIC Accédez au rapport complet sur https://databridgemarketresearch.com/reports/japan-silicon-anode-material-battery-market Les batteries lithium-ion sont largement répandues dans l'industrie électronique, en particulier dans les smartphones, en raison de leurs diverses caractéristiques positives, telles qu'une densité énergétique élevée, une longue durée de conservation, une maintenance réduite et elles sont remplaçables par l'utilisateur. Le marché des batteries lithium-ion devrait connaître une forte croissance au cours des années à venir en raison de la place établie dans les densités de puissance et d'énergie pour les applications mobiles, telles que les stimulateurs cardiaques, les appareils photo numériques, les PDA et les smartphones, les montres, les calculatrices, les pointeurs laser, les voitures télécommandées. les serrures, thermomètres Parmi d'autres appareils électroniques. Traditionnellement, les matériaux d'anode en graphite étaient utilisés pour les batteries lithium-ion, mais la pénurie de graphite a fait basculer la solution vers les matériaux d'anode en silicium, car l'exploitation de sources naturelles pour la production de graphite est désormais associée à des réglementations strictes. De plus, la capacité de haute performance du silicium avec une faible utilisation de matériaux d'anode devrait entraîner une recrudescence de la demande de batteries lithium-ion à anode de silicium avec la croissance de la consommation mondiale d'électronique grand public, en particulier les smartphones. CAPACITÉ DE STOCKAGE D'ÉNERGIE ÉLEVÉE DU SILICIUM Le silicium possède une énorme capacité de stockage, ce qui le rend potentiellement décisif par rapport aux matériaux utilisés dans les batteries lithium-ion disponibles dans le commerce. Le silicium présente une densité énergétique beaucoup plus grande que le graphite : une tonne de silicium est capable de stocker suffisamment d'énergie pour alimenter environ 28 maisons pendant une journée. L'utilisation d'une batterie à anode en silicium améliore le potentiel de la batterie en stockant une grande quantité d'énergie, ce qui stimule la commercialisation du silicium dans les batteries lithium-ion. Par exemple, le stockage élevé d’énergie aide les constructeurs automobiles à augmenter l’autonomie des véhicules électriques avec moins de batteries. De plus, les exigences actuelles des smartphones, telles que la lecture de jeux à haute résolution graphique ainsi que l'utilisation de la ROM/RAM, le streaming vidéo et d'autres opérations, réduisent les performances de la batterie, qui peuvent être multipliées par dix en remplaçant le graphite par du silicium. Une telle énorme capacité de stockage d’énergie du silicium améliore le potentiel de la batterie, ce qui devrait stimuler la croissance des anodes en silicium dans les batteries lithium-ion. MATÉRIEL ÉCONOMIQUE Le coût est le principal facteur déterminant pour tout marché et le marché des batteries à anode de silicium devrait être stimulé par le fait qu'il est rentable et ne fait face à aucune contrainte budgétaire, car le silicium est l'élément le plus abondant dans la nature après l'oxygène, qui en fait une ressource rentable presque illimitée. En outre, la capacité énergétique élevée du silicium réduit le nombre de batteries nécessaires dans tout appareil ou automobile, ce qui contribue également à réduire le coût de fabrication. En plus de cela, les coûts de fabrication peuvent être encore réduits en faisant croître des nanofils de silicium avec des matériaux en graphite ou en carbone. L'abondance de silicium dans la nature entraîne une grande disponibilité de la ressource pour un usage commercial et a également un impact positif sur la structure des coûts, car il peut être produit en masse à moindre coût. En plus de cela, le silicium améliore également la capacité de stockage de la batterie, ce qui réduit le nombre de batteries nécessaires. Ainsi, l'utilisation d'une anode en silicium dans les batteries réduit le coût de fabrication des applications, telles que les automobiles et les appareils électroniques, entre autres applications. CROISSANCE DE LA DEMANDE DE BATTERIE À ANODE EN SILICONE DANS L'INDUSTRIE AUTOMOBILE Les matériaux nano-composites de silicium dans les batteries lithium-ion améliorent considérablement les performances de la batterie dans le secteur automobile, ce qui conduit à considérer les batteries à anode de silicium comme batteries de nouvelle génération. Par conséquent, ils sont principalement utilisés dans les véhicules électriques, les vélos électriques et les véhicules électriques hybrides rechargeables. Le coût est également impacté par l’utilisation du silicium dans les batteries des véhicules électriques. Par exemple, des chercheurs de l'Université de Vrije, en Belgique, ont estimé qu'en utilisant du silicium dans les batteries des véhicules électriques, on pouvait réduire le coût par KWh de 30 %. Ainsi, les matériaux d’anode en silicium devraient connaître une recrudescence de la demande de batteries à anode en silicium dans les véhicules électriques et devraient stimuler la croissance du marché des batteries à anode en silicium avec la croissance de la consommation des véhicules électriques. CONTRAINTES COÛT D'INVESTISSEMENT INITIAL ÉLEVÉ POUR LA CONSTRUCTION D'UN CENTRE DE DONNÉES Le nombre croissant d'entreprises à travers le monde a accru la demande de centres de données pour gérer les données générées quotidiennement. L'installation croissante de serveurs a tendance à augmenter le coût de l'infrastructure de l'organisation pour la mise en place de l'ensemble de l'architecture. En conséquence, les fabricants de serveurs développent des armoires haute densité qui aideront les organisations à gérer efficacement ces serveurs. Pour mettre en place l’ensemble de l’infrastructure, l’organisation doit investir massivement au stade initial. Pour cette raison, les petites entreprises ne disposent pas de budget pour la construction d’un centre de données permettant de gérer ces serveurs séparément. Étant donné que ces petites entreprises disposent d'un budget limité, elles ne peuvent pas consacrer de temps à la construction de centres de données. Par exemple, le coût par pied carré pour la construction d'un centre de données se situe entre 1 300 et 2 000 dollars et cela comprend la construction, l'infrastructure, les serveurs informatiques et autres. Par conséquent, le coût initial élevé de la construction d’un centre de données pour le stockage des données et la gestion du serveur entrave la croissance globale du marché mondial de la construction de centres de données. EXPANSION VOLUMÉTRIQUE DE L'ANODE EN SILICIUM Les batteries Li-ion sont des batteries rechargeables destinées au stockage d'énergie. Dans les batteries Li-ion, le silicium est le meilleur matériau pour fabriquer des batteries Li-ion de nouvelle génération, car le silicium a le potentiel d'augmenter la durée de vie des batteries et a une densité énergétique plus élevée pour aider à répondre aux exigences élevées des véhicules électriques. De plus, la diffusion du lithium joue l’un des rôles dominants dans la lithiation du silicium amorphe, freinant ainsi la croissance globale. Par exemple, une expansion volumétrique importante jusqu'à 400 % des anodes de silicium provoque la dégradation des particules de silicium et la destruction du SEI (interphase solide-électrolyte). En plus de cela, ce problème peut créer une perte de capacité drastique et endommager les électrodes des batteries, ce qui entrave l'application commerciale des anodes de silicium dans les batteries lithium-ion. Par conséquent, l’expansion volumétrique de l’anode en silicium peut être considérée comme l’un des facteurs restrictifs pour le marché des batteries en matériau d’anode en silicium en Chine, au Japon et en Corée. OPPORTUNITÉS CONSOMMATION MONDIALE ÉLEVÉE DE SMARTPHONES La consommation mondiale de smartphones a considérablement augmenté en 2018 en raison de la numérisation et de l’augmentation rapide du nombre d’utilisateurs d’Internet. Il y a environ 4 milliards d’utilisateurs actifs de smartphones dans le monde, ce qui représente un nombre considérable d’utilisateurs. Une telle utilisation intensive des smartphones a ouvert une opportunité de croissance pour le marché des batteries à anode de silicium, car elles sont adoptées pour les applications mobiles pour améliorer les performances des batteries. Actuellement, des smartphones plus légers, plus fins et plus rapides dotés de fonctionnalités avancées ont été développés et préférés par les utilisateurs du monde entier. Les performances de la batterie sont un facteur considérable dans les applications mobiles actuelles, en raison des opérations consommatrices de batterie dans les smartphones, telles que le streaming vidéo, l'utilisation régulière d'Internet et la lecture de jeux à haute résolution graphique ainsi que l'utilisation de la ROM/RAM. Ainsi, la batterie à anode en silicium a la possibilité de croître proportionnellement au taux de croissance de la consommation des smartphones. CONSOMMATION ÉLEVÉE DE VÉHICULES ÉLECTRIQUES MONDIAUX En raison du besoin croissant de sécurité énergétique et de préoccupations environnementales, le marché des véhicules électriques s’est considérablement développé. Selon l'Agence internationale de l'énergie, le nombre total d'unités de véhicules électriques vendues en 2018 dépasse les 3 millions, ce qui représente une croissance significative sur le marché. On s’attend à ce que d’ici 2020, la moitié des ventes de véhicules neufs soient constituées de modèles hybrides rechargeables, hybrides-électriques et entièrement électriques. La clé de ce grand changement résidera dans les batteries lithium-ion destinées aux constructeurs automobiles. Ainsi, le marché des batteries à anode en silicium a une énorme opportunité de croissance dans le secteur automobile, car le silicium est le matériau d’anode le plus préféré pour les batteries lithium-ion. Une croissance énorme des ventes de véhicules électriques à l’échelle mondiale offre une opportunité pour le marché des batteries à anode de silicium, car la plupart des constructeurs automobiles s’efforcent d’offrir une meilleure capacité énergétique et de meilleures performances. FAIBLE PRODUCTION DE GRAPHITE En raison de l’exploitation des ressources naturelles, la production de graphite est associée à des réglementations strictes, ce qui entraîne une pénurie de graphite. Le silicium est devenu la meilleure alternative au graphite pour les batteries, car la disponibilité du graphite est limitée en fonction des besoins. Par exemple, une grosse batterie de véhicule électrique nécessite environ 25 kg de graphite pour l’anode lithium-ion, ce qui pourrait entraîner une pénurie de graphite en termes de consommation et de prix. La production de graphite de qualité anodique est coûteuse et son processus implique également la création de déchets, tandis que le silicium est le deuxième élément le plus abondant sur terre, ce qui en fait une ressource rentable. Par exemple, la Chine n’a cessé de forcer les producteurs de graphite à fermer leurs portes en réponse à l’augmentation de la pollution ; cela peut entraîner une hausse des prix des batteries. La demande croissante de batteries lithium-ion a augmenté une ressource de substitution, le silicium. La batterie à anode de silicium a une opportunité de dominer car elle est capable de remplacer entièrement le graphite pour la fabrication de batteries. La faible production de graphite en raison de contraintes budgétaires et de préoccupations environnementales ouvre des opportunités de croissance pour le marché des batteries à anode de silicium. DÉFI ALTERNATIVE À L'ANODE EN SILICIUM DANS LES BATTERIES LI-ION Une alternative à n’importe quel produit peut être envisagée lorsqu’il existe un autre produit présentant certains avantages par rapport au produit correspondant. Le sous-oxyde de silicium peut être considéré comme l’une des alternatives à l’anode en silicium en raison de sa stabilité cyclique améliorée. En outre, le sous-oxyde de silicium a de meilleures performances de cyclage que le silicium. De nombreux fabricants de batteries effectuent des recherches sur le sous-oxyde de silicium en raison de ses avantages par rapport au silicium. Par exemple, en 2019, le Laboratoire de technologie avancée pour la synthèse et le traitement des matériaux a été reconnu. Les oxydes de silicium sont une famille de matériaux d'anode pour les batteries lithium-ion à haute énergie. Tous les avantages du sous-oxyde de silicium et du sous-nitrure de silicium amorphe par rapport au silicium peuvent limiter la croissance globale du marché japonais des batteries en matériaux d’anode en silicium. Tendances du marché
- Sur la base des matières premières, le marché est segmenté en composés de silicium et en isotopes du silicium. Autre segment de composé de silicium divisé en dioxyde de silicium (silice), oxyde de silicium, monoxyde de silicium, carbure de silicium (SIC) et autres. Isotopes du silicium classés en 28SI, 29SI et 30SI
- Sur la base de l’application des batteries, le marché est segmenté en batterie au silicium anodique pur et batterie au siliciumx.
- Sur la base de l'utilisateur final, le marché est segmenté en automobile, électronique, énergie et électricité et autres.
Acteurs majeurs : marché japonais des batteries avec matériaux d’anode en silicium
Certains des principaux acteurs opérant sur ce marché sont Targray Group, Elkem ASA, SHIN-ETSU CHEMICAL CO., LTD., JSR Corporation, Albemarle Corporation, NanoGraf Corporation, Ashland, Orange Power Ltd., BTR New Energy Material Ltd. et Nexeon. Limité.
