Noves oportunitats d’inversió en tecnologia de bateries

A mesura que augmenta la demanda d’informàtica mòbil i cotxes totalment elèctrics, les limitacions de la tecnologia actual de bateries presenten un bloqueig de ruta. Inventada a la dècada de 1790 pel físic italià Alessandro Volta, la bateria elèctrica ha estat el cavall de treball de nombrosos aparells, aparells i màquines.

A mesura que els dispositius de consum s’han tornat més petits i el seu ús ininterromput abans de recarregar més important, també ha esdevingut cada cop més important que les bateries es facin miniaturitzades i siguin més eficients energèticament. Tot i això, s'ha demostrat ser un obstacle tecnològic que, si es supera, serà un desenvolupament important i rendible per a l'economia d'alta tecnologia de demà.

Tecnologia de la bateria

Totes les bateries elèctriques depenen de la reacció química fonamental de reducció i oxidació (redox) que es pot produir entre dos materials diferents. Aquestes reaccions s’allotgen en un recipient tancat i tancat. El càtode, o terminal positiu, es redueix per l’ànode, o terminal negatiu, on es produeix l’oxidació. El càtode i l’ànode estan separats físicament per un electròlit que permet que els electrons flueixin fàcilment d’un terminal a l’altre. Aquest flux d’electrons provoca un potencial elèctric, que permet un corrent elèctric quan s’acaba un circuit.

Les bateries d’un consumidor d’un sol ús (conegudes com a bateries primàries), com les cèl·lules de mida AA i AAA produïdes per empreses com Energizer (ENR), confien en una tecnologia poc propicia a aplicacions modernes. Per un, no són recarregables. Aquestes anomenades bateries alcalines utilitzen un càtode de diòxid de manganès i un ànode de zinc, separats per un electròlit diluït de diòxid de potassi. L’electròlit oxida el zinc a l’ànode mentre que el diòxid de manganès del càtode reacciona amb els ions de zinc oxidats per crear electricitat. Gradualment, els subproductes de reacció s’acumulen a l’electròlit i disminueix la quantitat de zinc que s’ha d’oxidar. Amb el temps, la bateria mor. Aquestes bateries normalment proporcionen 1, 5 volts d’electricitat i es poden disposar de manera sèrie per augmentar aquesta quantitat. Per exemple, dues bateries AA de sèrie proporcionen tres volts d’electricitat.

Les bateries recarregables (conegudes com a bateries secundàries) funcionen de la mateixa manera, utilitzant una reacció d’oxidació de reducció entre dos materials, però també permeten que la reacció flueixi de manera inversa. Les bateries recarregables més utilitzades actualment al mercat són les ions de liti (LiOn), tot i que també es van intentar diverses tecnologies a la recerca d’una bateria recarregable viable, inclosa hidrur de níquel-metall (NiMH) i níquel-cadmi (NiCd).

NiCd va ser la primera bateria recarregable disponible comercialment per a ús massiu del mercat, però va patir només un nombre limitat de recàrregues. NiMH va substituir les bateries NiCd i es van poder carregar amb més freqüència. Malauradament, tenien una vida útil molt curta, de manera que si no s’utilitzaven poc després de ser produïts, podrien ser ineficaços. Les bateries LiOn van solucionar aquests problemes mitjançant un petit contenidor, que tenia una llarga vida útil i permetia moltes càrregues. Però, les bateries LiOn no són les més utilitzades en l'electrònica de consum com els dispositius mòbils i els ordinadors portàtils. Aquestes bateries són molt més cares que les bateries alcalines d’un sol ús i no solen tenir les mides tradicionals de AA, AAA, C, D, etc. (Vegeu també: Estocs de bateries d’ió de liti .)

L’últim tipus de bateries recarregables que coneix la majoria de la gent són les bateries líquides d’àcid de plom, més utilitzades com a bateries de cotxes. Aquestes bateries poden proporcionar molta potència (com quan es posa en fred un cotxe), però contenen materials perillosos, inclosos el plom i l’àcid sulfúric, que s’utilitza com a electròlit. Aquest tipus de bateries han de ser eliminades amb cura per no contaminar el medi ambient ni causar danys físics a les persones que les manipulen.

L’objectiu de la tecnologia actual de bateries és crear una bateria que pugui igualar o millorar el rendiment de les bateries LiOn, però sense el cost elevat associat a la seva producció. Dins de la família d’ions de liti, els esforços s’han centrat a afegir ingredients addicionals per augmentar l’eficàcia de la bateria alhora que baixa el preu. Per exemple, els arranjaments de cobalt de liti (LiCoO2) es troben ara a molts telèfons mòbils, ordinadors portàtils, càmeres digitals i productes que es poden portar. Les cèl·lules de liti-manganès (LiMn2O4) s’utilitzen més sovint per a eines elèctriques, instruments mèdics i propulsors elèctrics, com els que es troben en vehicles elèctrics. (Per a més informació, vegeu: Per què els cotxes Tesla són tan cars? )

Actualment, hi ha equips que fan recerca i desenvolupament per augmentar el rendiment de les bateries basades en liti. Les bateries de liti-aire (Li-Air) són un nou i emocionant desenvolupament que podria permetre una capacitat d’emmagatzematge d’energia molt més gran - fins a 10 vegades més capacitat que una bateria típica LiOn. Aquestes bateries literalment "respirarien" l'aire mitjançant oxigen lliure per oxidar l'ànode. Si bé aquesta tecnologia sembla prometedora, hi ha diversos problemes tecnològics, incloent una acumulació ràpida de subproductes que disminueixen el rendiment i el problema de "mort sobtada" en què la bateria deixa de funcionar sense previ avís.

Les bateries de liti-metall també són un desenvolupament impressionant, prometen gairebé quatre vegades més eficiència energètica que la tecnologia actual de bateries de cotxes elèctrics. Aquest tipus de bateria també és molt menys costosa de produir, cosa que redueix el cost dels productes que les utilitzen. Tanmateix, els problemes de seguretat són una preocupació important, ja que aquestes bateries es poden sobreescalfar, provocar incendi o esclatar si estan danyades. Altres noves tecnologies que es treballen inclouen el liti-sofre i el silici-carboni, però aquestes cèl·lules es troben encara en les primeres fases de la investigació i encara no són comercialment viables. També hi ha diversos desenvolupaments al voltant de les bateries solars.

Invertint en tecnologia de bateries

Si i quan la tecnologia de la bateria s’enlaira en aquestes emocionants noves direccions, reduirà el cost de producció per a l’electrònica de consum i per a vehicles elèctrics com els produïts per Tesla Motors (TSLA). Tesla va anunciar recentment la construcció d'un "gigafactory" per no només produir més vehicles, sinó també produir les seves pròpies bateries LiOn a casa, conjuntament amb el gegant de l'electrònica japonesa Panasonic (ADR: PCRFY). Al prendre el problema de producció de bateries a les seves pròpies mans, és possible que Tesla hagi trobat una bona manera d’exposar inversions tant a cotxes elèctrics com a tecnologia de bateries. (Vegeu també: Bateries híbrides .)

El mercat de la tecnologia de bateries és una mica miop amb les noves tecnologies, desenvolupaments i col·laboracions que atrapen el sector de la indústria. El "Top 20 Informe sobre les empreses de fabricació de bateries de liti de liti de Visiongain 2018" ofereix una visió àmplia del mercat de la tecnologia de bateries i dels seus millors fabricants. Les empreses de l'informe inclouen les següents:

• A123 Systems Inc.
• Corporació de subministrament d'energia automobilística (AESC)
• Corporació Indústria Aviadora de la Xina (AVIC)
• BYD Company Ltd.
• CBAK Energy Technology Inc.
• Comperer Amperex Technology Ltd (CATL)
• GS Yuasa Corporation
• Hefei Guoxuan tecnologia d’energia d’alta tecnologia Co, Ltd
• Hitachi Chemical Co, Ltd
• Johnson Controls International Plc.
• LG Chem
• Microvast Inc.
• Panasonic Corporation
• Bateries Saft
• Samsung SDI Co Ltd
• Corporació TDK / Amperes Technology Ltd (ATL)
• Tesla Inc.
• Bateria de Tianjin Lishen Joint-Stock Co., Ltd.
• Tianneng Power International Ltd
• Toshiba Corporation

Altres noms notables a la indústria de les bateries inclouen els següents:

• Arotech Corp (ARTX) desenvolupa i distribueix bateries de liti i zinc-aire i compta els militars nord-americans entre els seus clients.
• PolyPore Inc. (PPO) produeix bateries de polímer d'alta liti especialitzades principalment per a usos industrials i mèdics.
• Ener1 (OTCMKTS: HEVVQ) és una empresa d’energia alternativa que té una empresa conjunta de propietat majoritària amb Delphi Automotive (DLPH) per crear solucions de bateries per a vehicles elèctrics.
• Haydale Graphene Industries PLC (LON: HAYD) és una empresa del Regne Unit que aprofita la nanotecnologia i el material del grafè per produir, entre altres coses, bateries basades en grafeno.
• Applied Graphene Materials (OTCMKTS: APGMF) també duu a terme investigacions per a aplicacions basades en grafeno.
• EnerSys és un joc de bateries pura. Actualment és el major fabricant de bateries industrials a tot el món.

També hi ha el Global X Lithium & Battery Tech ETF (LIT). aquest ETF busca fer un seguiment del Solactive Global Lithium Index i ofereix una exposició a una cartera diversificada d’empreses de borsa que es centren principalment en el liti incloent la mineria de liti, el perfeccionament de liti i l’ús de liti en la producció de bateries. Les principals participacions a l'ETF de LIT a l'octubre de 2018 van incloure les següents:

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

La línia de fons

Les bateries per al poder sempre han estat importants en l’època moderna. No obstant això, amb l’arribada de la informàtica mòbil i els cotxes elèctrics, la seva importància només continuarà creixent. Ara mateix, per exemple, les bateries d’energia per a bateries representen més de la meitat del cost d’un automòbil Tesla. (Vegeu també: Quina és la millor manera d’exposar-vos als cotxes elèctrics quan invertiu en el sector de l’automoció? )

A causa de la seva importància creixent, la investigació sobre les bateries recarregables més noves i millor està guanyant impuls. L'avanç que té importància pot ser que les bateries de liti-aire i liti-metall. Si aquestes tecnologies acaben donant els seus fruits, invertir en grans empreses implicades en la producció de bateries, en fabricants de ions de liti de joc pur o en exposició indirecta per part de productors de metalls de liti pot ajudar a reforçar el rendiment de la cartera. ( Per a més informació, vegeu: Invertir en el següent Megatrend: Lithium .)