As baterias de lítio de polímero de lítio estão alcançando o íon de lítio

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Os esforços de P&D no setor de baterias e pacotes de lítio da China estão focados nas variantes Li-Polymer e Power, que têm uma base de aplicação potencialmente maior do que o Li-Ion predominante.

O primeiro, por exemplo, apresenta um eletrólito gelificado extra que permite que ele seja derramado em qualquer formato e se encaixe em espaços pequenos e de formato estranho. Uma unidade de polímero de lítio pode ser tão fina quanto 0,5 mm. Espera-se que as remessas desse tipo aumentem junto com a crescente demanda por dispositivos mais finos e leves. Prevê-se que as vendas anuais médias cresçam mais de 30% nos próximos anos, em comparação com 20% para o íon-lítio.

Enquanto isso, os veículos elétricos e seus híbridos estão impulsionando o desenvolvimento de modelos de lítio Baterias de empilhadeira de íon-lítio para empilhadeira elétrica. Embora telefones celulares e laptops continuem sendo seus mercados mais fortes, a demanda por veículos "verdes" é multiplicada dependendo do número de células utilizadas. A capacidade média de uma bateria de celular é de 3 a 4 Wh, enquanto a de um veículo elétrico é de cerca de 20 kWh. Sua base pode aumentar nos próximos anos. Estima-se que 3,2 milhões de veículos plug-in serão vendidos em todo o mundo até 2015, de acordo com a Pike Research, a um CAGR de 106%. Além disso, a variante de lítio atende aos segmentos de ferramentas elétricas e e-bike.

Os fabricantes locais de variantes de lítio esperam que a demanda do setor de EV ultrapasse os produtos de consumo até 2013. O mercado global para o tipo de bateria crescerá de US$ 500 milhões no ano passado para US$ 16 bilhões em 2018, de acordo com o IIT. Em 2011-18, o CAGR provavelmente atingirá 54%. Com isso, os fornecedores nacionais estão investindo na ampliação da capacidade produtiva da categoria. A Frost & Sullivan prevê 3,9 bilhões de Ah até 2015. No ano passado, a China realizou 2 bilhões de Ah.

O país continua sendo o maior fornecedor mundial dessa linha, respondendo por mais de 40% da receita global. Em 2010, produziu mais de 2 bilhões de baterias e pacotes de lítio, um aumento de 20% em relação ao ano anterior. O volume exportado atingiu 1,1 bilhão de unidades, chegando a 3,9 bilhões de dólares.

Só no primeiro semestre de 2011, a área produziu 1,3 bilhão de unidades, 13% a mais que no mesmo período do ano passado. Cerca de 47 por cento do rendimento, ou 616 milhões de unidades, veio da província de Guangdong.

Os fabricantes prevêem um CAGR de 20% na linha em 2011-15. A produção deve chegar a 4,5 bilhões no ano passado, refletindo a situação global. As baterias de lítio têm uma penetração de mercado global estimada de 12 a 13 por cento. Isso aumentará para 30% nos próximos dois a três anos.

A indústria é impulsionada principalmente pela crescente produção de tablets, smartphones e veículos elétricos. Aufgrund ihrer strukturellen Flexibilität und höheren Sicherheitsattribute werden Modelle in einer Reihe von tragbaren Elektronikgeräten verwendet, darunter Notebooks, Digitalkameras und Camcorder, E-Book-Reader, Bluetooth-Geräte, MP3-Player und Mobiltelefone. Sie werden auch in Elektrowerkzeugen, ferngesteuerten Spielzeugen und Industrieinstrumenten verwendet.

Die Provinzen Guangdong, Tianjin, Jiangsu und Fujian sowie Shanghai sind die wichtigsten Produktionszentren in China. Innerhalb der ersten sind die Städte Shenzhen, Dongguan und Zhongshan die wichtigsten Versorgungszentren. Auf Shenzhen entfallen fast 50 Prozent der Produktion von Guangdong. Die Stadt beherbergt wichtige lokale Akteure wie BYD, Bak und B&K.

Li-Ion-Akkus führt Versorgung

Trotz der anhaltenden Umstellung auf Polymer- und Power-Modelle dominieren Li-Ion-Varianten den Mainstream mit einem Anteil von 80 Prozent an der Gesamtleistung. Der Typ wird sowohl im Verbraucher- als auch im Industriebereich eingesetzt. Zu den Hauptanwendungen gehören Notebooks und Mobiltelefone.

Hinsichtlich der Form werden Lithium-Batterien in zylindrische und prismatische Versionen eingeteilt. Es gibt auch Varianten mit angepassten Formen.

Zylindrische Typen eignen sich für Laptops, Digitalkameras und Camcorder, PDAs und tragbare Navigationsgeräte. Die Leitungen der Serie 18650 versorgen und verfügen über eine Nennspannung von 3,7 V und eine Kapazität von 1.200 bis 2.400 mAh.

Prismatische Einheiten sind 3,7 bis 10,4 mm dick und messen 30 x 35 bis 34 x 50 mm. Ihre Kapazität reicht von 500 bis 1.700 mAh. Die Produkte werden in Mobiltelefonen, Bluetooth-Geräten, Tablet-PCs, MP3-Playern und anderer ultradünner Elektronik eingesetzt.

Li-Polymer-Varianten sind 2,5 bis 7 mm dünn und liefern 85 bis 3.700 mAh.

Chinesische Hersteller liefern auch Power-Lithium-Batterien mit LiFePO₄ als Anode. Zu den zylindrischen Typen gehören die Serien 18650 und 26650. Diese verfügen über 3,2 V Nennspannung. Entsprechende Packs bilden 12, 24, 36 und 48 V Einheiten mit 3,5, 10, 12, 20, 24 und 150 Ah Kapazität.

Solche Produkte werden aufgrund ihrer Sicherheitsmerkmale, hohen Energiedichte, guten Temperaturleistung, langen Lebensdauer, niedrigen Kosten und umweltfreundlichen Eigenschaften zunehmend in Elektrofahrzeugen verwendet.

Lithiumbatterien verwenden hauptsächlich Anoden- und Kathodenmaterialien, Elektrolyte und Separatoren. Ersteres macht 30 bis 40 Prozent der Gesamtkosten aus. Dazu gehören LiNiO₂, LiMn₂O₄, LiFePO₄ und LiCoO₂. Viele Anbieter bevorzugen Leisten für Mainstream-Modelle, während LiFePO₄ in Power-Versionen beliebt ist.

Die Kathodenmaterialien, die 5 bis 15 Prozent des Aufwands ausmachen, sind in der Regel Graphit und fester Kohlenstoff.

Elektrolyte haben einen Anteil von 5 bis 10 Prozent, Separatoren 15 bis 20 Prozent.

Die Hersteller beziehen Materialien hauptsächlich von lokalen Anbietern, mit Ausnahme der Separatoren. Sie importieren 80 Prozent des Inputs aus Japan und den USA.

Aufgrund steigender Materialkosten, insbesondere für Lithium, und der Aufwertung des Yuan prognostizieren chinesische Zulieferer in den kommenden Monaten leicht steigende Preise. FMC und Chemetall haben in diesem Jahr die Notierungen für Lithiumchemikalien, insbesondere Li₂CO₃ und LiOH, um 20 Prozent angehoben.

Die Preise für Power-Lithium werden jedoch in den kommenden Jahren wahrscheinlich von 700 $ auf 1.300 $/kWh auf 400 $ bis 500 $/kWh fallen.

Taiwan: Li-Ion, -Polymer-Modelle führen Versorgung

Tragbare Elektronik stärkt Taiwans Industrie für Lithiumbatterien und -packs weiter. Zu den Produkten gehören Mobiltelefone, Notebooks und Tablet-PCs, Elektrowerkzeuge, Digitalkameras und Spielekonsolen. Einheiten für die ersten drei dominieren den Export. Auch der Bereich Elektrofahrzeuge gilt als zukunftsträchtiger Markt.

Die Auswahl umfasst Li-Ion- und -Polymer-Typen. Die Lieferungen von letzteren haben zugenommen, getrieben von der Nachfrage nach Varianten mit hoher Dichte und kleineren Abmessungen.

Um den Anforderungen von Anwendungsgeräten gerecht zu werden, ist die Forschung und Entwicklung auf Hochspannung, lange Batterielebensdauer, kompakte Größe und geringeres Gewicht ausgerichtet. Eine weitere Verbesserung der Sicherheitsfunktionen ist ebenfalls enthalten. Hersteller beziehen beispielsweise Zellen von japanischen und südkoreanischen Unternehmen, darunter Samsung SDI, Sanyo, LG und Sony. Sie fügen auch Belüftungsöffnungen hinzu und übernehmen Gerätekomponenten mit positivem Temperaturkoeffizienten und Stromunterbrechung. Dies erfolgt zusätzlich zu Schaltungsschutzprüfungen, einschließlich HALT, um Zuverlässigkeit und Stoßfestigkeit sicherzustellen.

Trotz der rosigen Aussichten steht die Linie vor Herausforderungen in Bezug auf Zellkosten, Personalmangel und Arbeitskosten. Um damit fertig zu werden, steigern die Hersteller die Automatisierungs- und Produktentwicklungsfähigkeiten und verkürzen die Lieferzeiten. Sie verwenden modulare Designs, um eine schnellere Bearbeitungszeit und wettbewerbsfähige Preismodelle zu erreichen, um Käufer anzuziehen. Um eine stabile Zellversorgung zu gewährleisten, unterhalten Unternehmen Partnerschaften mit mehr als drei Anbietern, um die Verhandlungsmacht zu stärken.

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