ДРАЙВЕРЫ: РАСТУЩЕЕ ПРИМЕНЕНИЕ ЛИТИЙ-ИОННЫХ АККУМУЛЯТОРОВ В ПОТРЕБИТЕЛЬСКОЙ ЭЛЕКТРОНИКЕ Полный отчет доступен по адресу https://databridgemarketresearch.com/reports/china-silicon-anode-material-battery-market Литий-ионные аккумуляторы широко проникают в электронную промышленность, особенно в смартфоны, благодаря своим различным положительным качествам, таким как высокая плотность энергии, длительный срок хранения, низкие эксплуатационные расходы и возможность замены пользователем. Рынок литий-ионных аккумуляторов в ближайшие годы должен стать свидетелем сильного роста из-за устоявшегося положения в области мощности и плотности энергии для мобильных приложений, таких как кардиостимуляторы, цифровые камеры, КПК и смартфоны, часы, калькуляторы, лазерные указки, дистанционные автомобильные замки, термометры и другие электронные устройства. Традиционно для литий-ионных аккумуляторов использовались графитовые анодные материалы, но дефицит графита превратил решение в кремниевые анодные материалы, поскольку эксплуатация природных источников для производства графита теперь сопряжена со строгими правилами. Кроме того, высокая производительность кремния при низком использовании анодных материалов, как ожидается, станет свидетелем всплеска спроса на литий-ионные батареи с кремниевым анодом в связи с ростом мирового потребления потребительской электроники, особенно смартфонов. ВЫСОКАЯ ЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ ЕМКОСТЬ КРЕМНИЯ Кремний обладает огромной емкостью хранения, что делает его потенциально решающим преимуществом по сравнению с материалами, используемыми в коммерческих литий-ионных батареях. Кремний демонстрирует гораздо большую плотность энергии, чем графит, так что тонна кремния способна хранить достаточно энергии, чтобы обеспечить питанием примерно 28 домов в течение дня. Использование батареи с кремниевым анодом увеличивает потенциал батареи за счет хранения такого огромного количества энергии, что стимулирует коммерциализацию кремния в литий-ионных батареях. Например, высокая энергоемкость помогает производителям автомобилей увеличивать электрический запас хода транспортных средств с меньшим количеством батарей. Кроме того, текущие требования к смартфонам, такие как игры с высоким разрешением графики вместе с использованием ПЗУ/ОЗУ, потоковая передача видео и другие операции, снижают производительность батареи, которую можно увеличить в десять раз, заменив графит кремнием. Такая огромная способность кремния накапливать энергию увеличивает потенциал батареи, что, как ожидается, будет способствовать росту использования кремниевых анодов в литий-ионных батареях ЭКОНОМИЧНЫЙ МАТЕРИАЛСтоимость является основным фактором, двигающим любой рынок, и рынок батарей с кремниевым анодом, как ожидается, будет обусловлен тем фактом, что он экономически эффективен и не сталкивается с какими-либо бюджетными ограничениями, поскольку кремний является самым распространенным элементом в природе после кислорода, что делает его практически неограниченным экономически эффективным ресурсом. Кроме того, высокая энергоемкость кремния уменьшает количество батарей, необходимых для любого устройства или автомобиля, что также помогает снизить стоимость производства. В дополнение к этому, стоимость производства может быть дополнительно снижена путем выращивания кремниевых нанопроводов с графитовыми или углеродными материалами. Обилие кремния в природе обеспечивает высокую доступность ресурса для коммерческого использования, а также положительно влияет на структуру затрат, поскольку его можно производить массово с меньшими затратами. В дополнение к этому, кремний также увеличивает емкость аккумулятора, что приводит к меньшему количеству требуемых батарей. Таким образом, использование кремниевого анода в аккумуляторах снижает стоимость производства приложений, таких как автомобили, электронные устройства и другие приложения. РОСТ СПРОСА НА АККУМУЛЯТОРЫ С КРЕМНИЕВЫМ АНОДОМ В АВТОМОБИЛЬНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ Нанокомпозитные материалы из кремния в литий-ионных аккумуляторах значительно повышают производительность аккумулятора в автомобильной промышленности, что приводит к рассмотрению аккумуляторов с кремниевым анодом в качестве аккумуляторов следующего поколения. Следовательно, они в основном используются в электромобилях, электровелосипедах и подключаемых гибридных электромобилях. Стоимость также зависит от использования кремния в аккумуляторах для электромобилей. Например, исследователи из Университета Врие, Бельгия, подсчитали, что использование кремния в аккумуляторах для электромобилей может снизить стоимость за кВт·ч на 30%. Таким образом, ожидается, что материалы с кремниевым анодом станут свидетелями роста спроса на аккумуляторы с кремниевым анодом в электромобилях и, как ожидается, будут стимулировать рост рынка аккумуляторов с кремниевым анодом с ростом потребления электромобилей. ОГРАНИЧЕНИЯ ВЫСОКИЕ ПЕРВОНАЧАЛЬНЫЕ ИНВЕСТИЦИОННЫЕ СТОИМОСТИ ДЛЯ СТРОИТЕЛЬСТВА ЦЕНТРА ОБРАБОТКИ ДАННЫХРастущее число предприятий по всему миру увеличило спрос на центры обработки данных для управления данными, которые генерируются ежедневно. Увеличение числа установок серверов, как правило, увеличивает стоимость инфраструктуры организации для настройки всей архитектуры. В результате производители серверов разрабатывают высокоплотные шкафы, которые помогут организациям эффективно управлять этими серверами. Для настройки всей инфраструктуры организация должна вложить значительные средства на начальном этапе. Из-за этого у малых предприятий нет бюджета на строительство центра обработки данных для управления этими серверами по отдельности. Поскольку эти малые предприятия имеют ограниченный бюджет, который ограничивает их расходы на строительство центра обработки данных. Например, стоимость квадратного фута строительства центра обработки данных составляет от 1300 до 2000 долларов США, и это включает строительство, инфраструктуру, компьютерные серверы и т. д. Следовательно, высокая начальная стоимость строительства центра обработки данных для хранения данных и управления сервером сдерживает общий рост рынка строительства центров обработки данных во всем мире. ОБЪЕМНОЕ РАСШИРЕНИЕ КРЕМНИЕВЫХ АНОДНЫХ литий-ионных аккумуляторов — это перезаряжаемые батареи для хранения энергии. В литий-ионных аккумуляторах кремний является лучшим материалом для изготовления литий-ионных аккумуляторов следующего поколения, поскольку кремний имеет потенциал для увеличения срока службы аккумуляторов и имеет более высокую плотность энергии, что помогает соответствовать высоким требованиям электромобилей. Кроме того, диффузия лития играет одну из доминирующих ролей в литировании аморфного кремния, тем самым затрудняя общий рост. Например, большое объемное расширение до 400% кремниевых анодов вызывает деградацию частиц кремния и разрушение SEI (твердоэлектролитной интерфазы). В дополнение к этому, эта проблема может привести к резкому снижению емкости и может повредить электроды в аккумуляторах, что затрудняет коммерческое применение кремниевых анодов в литий-ионных аккумуляторах. Следовательно, объемное расширение кремниевого анода можно рассматривать как один из сдерживающих факторов для китайского рынка аккумуляторов из кремниевого анодного материала. ВОЗМОЖНОСТЬ ВЫСОКОЕ МИРОВОЕ ПОТРЕБЛЕНИЕ СМАРТФОНОВ Глобальное потребление смартфонов значительно выросло в 2018 году из-за цифровизации и быстрого увеличения числа пользователей Интернета. В мире насчитывается около 4 миллиардов активных пользователей смартфонов, что является огромным числом пользователей. Такое широкое использование смартфонов открыло возможность для роста рынка батарей с кремниевым анодом, поскольку он принимается для мобильных приложений для повышения производительности батареи. В настоящее время разрабатываются более легкие, тонкие и быстрые смартфоны с расширенными функциями, которые все больше предпочитают пользователи по всему миру. Производительность батареи является существенным фактором в современных мобильных приложениях, поскольку батареяпотребляющие операции в смартфонах, такие как потоковая передача видео, регулярное использование Интернета и игры с высоким разрешением графики вместе с использованием ROM/RAM. Таким образом, у кремниевых анодных батарей есть возможность расти пропорционально темпам роста потребления смартфонов. ВЫСОКОЕ МИРОВОЕ ПОТРЕБЛЕНИЕ ЭЛЕКТРОМОБИЛЕЙ Из-за растущей потребности в энергетической безопасности и экологических проблем рынок электромобилей значительно вырос. По данным Международного энергетического агентства, общее количество проданных в 2018 году электромобилей превысило 3 миллиона, что является значительным ростом рынка. Ожидается, что к 2020 году половина продаж новых автомобилей будет состоять из подключаемых гибридных, гибридно-электрических и полностью электрических моделей. Ключом к этому огромному сдвигу станут литий-ионные батареи для автопроизводителей. Таким образом, рынок кремниевых анодных батарей имеет огромные возможности для роста в автомобильном секторе, поскольку кремний является наиболее предпочтительным анодным материалом для литий-ионных батарей. Огромный рост продаж электромобилей на мировом уровне открывает возможности для рынка батарей с кремниевым анодом, поскольку большинство автопроизводителей работают над обеспечением лучшей энергоемкости и производительности. НИЗКОЕ ПРОИЗВОДСТВО ГРАФИТА Из-за эксплуатации природных ресурсов производство графита сопряжено со строгими правилами, что приводит к дефициту графита. Кремний стал лучшей альтернативой графиту для батарей, поскольку доступность графита ограничена в соответствии с требованиями. Например, для большой батареи электромобиля требуется около 25 кг графита для литий-ионного анода, что может вызвать дефицит графита с точки зрения потребления и цены. Производство анодного графита обходится дорого, а его процесс включает создание отходов, тогда как кремний является вторым по распространенности элементом на Земле, что делает его экономически эффективным ресурсом. Например, Китай постоянно заставляет производителей графита закрываться в ответ на растущее загрязнение; это может привести к росту цен на батареи. Быстро растущий спрос на литий-ионные батареи увеличил ресурс-заменитель — кремний. Аккумулятор с кремниевым анодом имеет возможность доминировать, поскольку он способен полностью заменить графит для производства аккумуляторов. Низкое производство графита из-за бюджетных ограничений и экологических проблем открывает возможности для роста рынка аккумуляторов с кремниевым анодом. ВЫЗОВ АЛЬТЕРНАТИВЫ КРЕМНИЕВОГО АНОДА В ЛИТИЙ-ИОННЫХ АККУМУЛЯТОРАХАльтернатива любому продукту может быть рассмотрена, когда существует другой продукт, имеющий некоторые преимущества по сравнению с соответствующим продуктом. Субоксид кремния можно рассматривать как одну из альтернатив кремниевого анода из-за его повышенной стабильности при циклировании. Кроме того, субоксид кремния имеет лучшие характеристики циклирования, чем кремний. Многие производители аккумуляторов проводят исследования субоксида кремния из-за преимуществ субоксида кремния по сравнению с кремнием. Например, в 2019 году Лаборатория передовых технологий синтеза и обработки материалов признала оксиды кремния семейством анодных материалов для высокоэнергетических литий-ионных аккумуляторов. Все эти преимущества субоксида кремния и аморфного субнитрида кремния по сравнению с кремнием могут ограничить общий рост рынка аккумуляторов из кремниевого анодного материала в Китае, Японии и Корее. Тенденции рынка
- На основе сырья рынок сегментирован на соединения кремния и изотопы кремния. Далее сегмент соединений кремния делится на диоксид кремния (кремнезем), оксид кремния, монооксид кремния, карбид кремния (SIC) и другие. Изотопы кремния далее классифицируются на 28SI, 29SI и 30SI.
- В зависимости от области применения аккумуляторов рынок сегментируется на чисто анодные кремниевые аккумуляторы и кремниевые аккумуляторы.
- По признаку конечного потребителя рынок сегментируется на автомобилестроение, электронику, энергетику и электроэнергетику и другие.
Основные игроки: рынок батарей на основе кремниевого анода в Китае
Некоторые из видных участников, работающих на этом рынке, включают Targray Group, Elkem ASA, SHIN-ETSU CHEMICAL CO., LTD., JSR Corporation, Albemarle Corporation, NanoGraf Corporation, Ashland, Orange Power Ltd., BTR New Energy Material Ltd. и Nexeon Limited.
