TREIBER: WACHSENDE EINSATZ VON LITHIUM-IONEN-AKKUS IN DER UNTERHALTUNGSELEKTRONIK. Vollständigen Bericht abrufen unter https://databridgemarketresearch.com/reports/china-silicon-anode-material-battery-market . Lithium-Ionen-Akkus erobern die Elektronikbranche stark, insbesondere Smartphones, aufgrund ihrer zahlreichen positiven Eigenschaften wie hohe Energiedichte, lange Haltbarkeit, geringer Wartungsaufwand und Möglichkeit zum Austausch durch den Benutzer. Der Markt für Lithium-Ionen-Akkus wird in den kommenden Jahren voraussichtlich stark wachsen, da sie in mobilen Anwendungen wie Herzschrittmachern, Digitalkameras, PDAs und Smartphones, Uhren, Taschenrechnern, Laserpointern, Funkverriegelungen für Autos, Thermometern und anderen elektronischen Geräten einen festen Platz in Sachen Leistungs- und Energiedichte haben. Traditionell wurden für Lithium-Ionen-Akkus Graphit-Anodenmaterialien verwendet, aber aufgrund der Graphitknappheit sind Silizium -Anodenmaterialien die Lösung, da die Ausbeutung natürlicher Quellen zur Graphitproduktion mittlerweile mit strengen Vorschriften verbunden ist. Und außerdem wird erwartet, dass die hohe Leistungsfähigkeit von Silizium bei geringem Einsatz von Anodenmaterial mit dem weltweiten Wachstum des Konsums von Unterhaltungselektronik, insbesondere von Smartphones, zu einem Anstieg der Nachfrage nach Lithium-Ionen-Batterien mit Siliziumanoden führen wird. HOHE ENERGIESPEICHERKAPAZITÄT VON SILIZIUM Silizium verfügt über eine enorme Speicherkapazität, die ihm einen potenziell entscheidenden Vorteil gegenüber den in handelsüblichen Lithium-Ionen-Batterien verwendeten Materialien verschafft. Silizium hat eine viel höhere Energiedichte als Graphit, sodass eine Tonne Silizium genug Energie speichern kann, um etwa 28 Haushalte einen Tag lang mit Strom zu versorgen. Der Einsatz 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 Autoherstellern beispielsweise dabei, die elektrische Reichweite von Fahrzeugen mit weniger Batterien zu erhöhen. Außerdem reduzieren aktuelle Anforderungen an Smartphones, wie das Spielen von Spielen mit hoher Grafikauflösung, zusammen mit ROM/RAM-Nutzung, 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. KOSTENEFFEKTIVES MATERIALDie Kosten sind der wichtigste Faktor für jeden Markt, und der Markt für Siliziumanodenbatterien wird voraussichtlich von der Kosteneffizienz und den fehlenden Budgetbeschränkungen getrieben, da Silizium nach Sauerstoff das in der Natur am häufigsten vorkommende Element ist und daher eine nahezu unbegrenzte, kostengünstige Ressource darstellt. Die hohe Energiekapazität des Siliziums verringert zudem die Anzahl der in Geräten oder Autos benötigten Batterien, was ebenfalls zu geringeren Herstellungskosten beiträgt. Darüber hinaus können die Herstellungskosten durch das Züchten von Silizium-Nanodrähten mit Graphit- oder Kohlenstoffmaterialien weiter gesenkt werden. Das natürliche Vorkommen von Silizium gewährleistet 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. Somit verringert die Verwendung von Siliziumanoden in Batterien die Herstellungskosten der Anwendungen, wie beispielsweise Autos, elektronischer Geräte und anderer. Steigende Nachfrage nach Siliziumanodenbatterien in der Automobilindustrie Nano-Kompositmaterialien aus Silizium in Lithium-Ionen-Batterien verbessern die Leistung von Batterien im Automobilbereich deutlich, was Siliziumanodenbatterien als Batterien der nächsten Generation betrachtet. Daher werden sie hauptsächlich in Elektrofahrzeugen, Elektrofahrrädern und Plug-in-Hybridfahrzeugen eingesetzt. Die Verwendung von Silizium in Elektrofahrzeugbatterien wirkt sich auch auf die Kosten aus. Forscher der Vrije University in Belgien haben beispielsweise geschätzt, dass sich durch die Verwendung von Silizium in Elektrofahrzeugbatterien die Kosten pro Kilowattstunde um 30 % senken lassen. Daher wird erwartet, dass Siliziumanodenmaterialien einen Anstieg der Nachfrage nach Siliziumanodenbatterien in Elektrofahrzeugen erleben und das Wachstum des Marktes für Siliziumanodenbatterien mit dem steigenden Verbrauch von Elektrofahrzeugen vorantreiben werden. EINSCHRÄNKUNGEN: HOHE ANFANGSINVESTITIONSKOSTEN FÜR DEN BAU VON RECHENZENTRENDie wachsende Zahl von Unternehmen weltweit führt zu einer erhöhten Nachfrage nach Rechenzentren zur Verwaltung der täglich generierten Daten. Die zunehmende Installation von Servern erhöht tendenziell die Infrastrukturkosten der Unternehmen für den Aufbau der gesamten Architektur. Daher entwickeln Serverhersteller hochdichte Schränke, die Unternehmen bei der effizienten Verwaltung dieser Server unterstützen. Der Aufbau der gesamten Infrastruktur erfordert in der Anfangsphase hohe Investitionen. Aus diesem Grund haben kleine Unternehmen nicht das Budget, ein Rechenzentrum zu bauen, um diese Server separat zu verwalten. Da diese kleinen Unternehmen nur über ein begrenztes Budget verfügen, sind ihre Ausgaben für den Bau von Rechenzentren begrenzt. Beispielsweise betragen die Kosten pro Quadratfuß für den Bau eines Rechenzentrums zwischen 1.300 und 2.000 US-Dollar und beinhalten Bau, Infrastruktur, Computerserver und mehr. Die hohen Anschaffungskosten für den Bau eines Rechenzentrums zur Datenspeicherung und Serververwaltung hemmen daher das allgemeine Wachstum des weltweiten Marktes für den Bau von Rechenzentren. VOLUMETRISCHE EXPANSION VON SILIZIUMANODEN Lithium-Ionen-Batterien sind wiederaufladbare Batterien zur Energiespeicherung. In 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 die hohen Anforderungen von Elektrofahrzeugen zu erfüllen. Außerdem spielt die Diffusion von Lithium eine dominierende Rolle bei der Lithiierung von amorphem Silizium und behindert dadurch das Gesamtwachstum. Beispielsweise verursacht eine große volumetrische Ausdehnung von bis zu 400 % von Siliziumanoden eine Degradation der Siliziumpartikel und eine Zerstörung der Festkörper-Elektrolyt-Grenzfläche (SEI). Außerdem 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. Die volumetrische Ausdehnung von Siliziumanoden kann also als einer der hemmenden Faktoren für den chinesischen Markt für Batterien aus Siliziumanodenmaterial betrachtet werden. CHANCE: HOHER WELTWEITER SMARTPHONE-KONSUM Der weltweite Smartphone-Konsum ist im Jahr 2018 aufgrund der Digitalisierung und der schnellen Zunahme der Internetnutzer stark angestiegen Weltweit gibt es rund 4 Milliarden aktive Smartphone-Nutzer, eine enorme Nutzerzahl. Diese weit verbreitete Nutzung von Smartphones eröffnet dem Markt für Siliziumanodenbatterien Wachstumschancen, da sie für mobile Anwendungen zur Verbesserung der Akkuleistung eingesetzt werden. Derzeit werden leichtere, dünnere und schnellere Smartphones mit erweiterten Funktionen entwickelt, die von Nutzern weltweit immer mehr bevorzugt werden. Die Akkuleistung ist ein wesentlicher Faktor in aktuellen mobilen Anwendungen, da Akkuressourcenintensive Vorgänge auf Smartphones wie Video-Streaming, normale Internetnutzung und das Spielen von Spielen mit hoher Grafikauflösung sowie die ROM-/RAM-Nutzung. Daher haben Siliziumanodenbatterien die Chance, proportional zur Wachstumsrate der Smartphone-Nutzung zu wachsen. HOHER WELTWEITER VERBRAUCH VON ELEKTROFAHRZEUGEN Aufgrund des steigenden Bedarfs an Energiesicherheit und Umweltbelangen ist der Markt für Elektrofahrzeuge stark gewachsen. Laut der Internationalen Energieagentur wurden 2018 insgesamt über 3 Millionen Elektrofahrzeuge verkauft, was ein bedeutendes Marktwachstum darstellt. Es wird erwartet, dass bis 2020 die Hälfte aller Neuwagenverkäufe aus Plug-in-Hybriden, Hybridelektrofahrzeugen und vollelektrischen Modellen bestehen werden. Der Schlüssel zu dieser enormen Umstellung werden für die Automobilhersteller Lithium-Ionen-Batterien sein. Daher hat der Markt für Siliziumanodenbatterien im Automobilsektor enorme Wachstumschancen, da Silizium das 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. GERINGE GRAPHITPRODUKTION Aufgrund der Ausbeutung natürlicher Ressourcen unterliegt die Graphitproduktion strengen Vorschriften, was zu einem Mangel an Graphit führt. Silizium hat sich als beste Alternative zu Graphit für Batterien herausgestellt, da die Verfügbarkeit von Graphit je nach Bedarf begrenzt ist. Beispielsweise benötigt eine große Elektrofahrzeugbatterie etwa 25 kg Graphit für die Lithium-Ionen-Anode, was zu einem Mangel an Graphit in Bezug auf Verbrauch und Preis führen könnte. Die Produktion von Anodengraphit ist teuer und verursacht zudem Abfall. Silizium hingegen ist das zweithäufigste Element der Erde und somit eine kostengünstige Ressource. Beispielsweise hat China aufgrund der zunehmenden Umweltverschmutzung Graphitproduzenten immer wieder zur Schließung gezwungen, was zu steigenden Batteriepreisen führen könnte. Die rasant wachsende Nachfrage nach Lithium-Ionen-Batterien hat den Bedarf an Silizium als Ersatzrohstoff erhöht. Siliziumanodenbatterien haben das Potenzial, sich durchzusetzen, da sie Graphit bei der Batterieherstellung vollständig ersetzen können. Die geringe Graphitproduktion aufgrund von Budgetbeschränkungen und Umweltbedenken eröffnet Wachstumschancen für den Markt für Siliziumanodenbatterien. HERAUSFORDERUNG : ALTERNATIVE ZUR SILIZIUMANODE IN LI-ION-BATTERIENAlternativen zu einem Produkt können dann in Betracht gezogen werden, wenn es ein anderes Produkt mit entsprechenden Vorteilen gibt. Siliziumsuboxid kann aufgrund seiner verbesserten Zyklenstabilität als eine Alternative zur Siliziumanode angesehen werden. Zudem weist Siliziumsuboxid eine bessere Zyklenbeständigkeit als Silizium auf. Viele Batteriehersteller forschen an Siliziumsuboxid, da es Vorteile gegenüber Silizium bietet. So wurde beispielsweise 2019 vom Laboratory of Advanced Technology for Materials Synthesis and Processing anerkannt, dass Siliziumoxide eine Familie von Anodenmaterialien für Hochenergie-Lithium-Ionen-Batterien sind. All diese Vorteile von Siliziumsuboxid und amorphem Siliziumsubnitrid gegenüber Silizium können das Gesamtwachstum des Marktes für Batterien mit Siliziumanodenmaterial in China, Japan und Korea begrenzen. Markttrends
- Der Markt ist nach Rohstoffen in Siliziumverbindungen und Siliziumisotope unterteilt. Das Segment der Siliziumverbindungen unterteilt sich in Siliziumdioxid (Silica), Siliziumoxid, Siliziummonoxid, Siliziumcarbid (SiC) und weitere. Siliziumisotope werden 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: Chinesischer Markt für Batterien aus Siliziumanodenmaterial
Zu den prominenten Teilnehmern auf diesem Markt zählen 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.
