En la última década, las baterías de litio han ganado popularidad debido a su rendimiento superior en aplicaciones domésticas e industriales. La alta densidad de energía y las excelentes capacidades de almacenamiento de energía eléctrica de estas baterías son los principales factores de su éxito. La alta densidad de energía de las baterías de litio significa que pueden almacenar más energía en un volumen más pequeño y con menos consumo de material, lo que las convierte en una opción popular para productos pequeños, portátiles y portátiles.
Principales actores en el mercado global de baterías de litio
El valor de mercado de la industria de las baterías de litio es de aproximadamente $54.4 mil millones en 2023. A medida que la demanda de baterías de litio aumenta, los expertos predicen que el mercado crecerá de manera constante a una tasa de crecimiento anual compuesta de aproximadamente 20.3% de 2024 a 2030. La industria automotriz es el principal cliente de las baterías de litio y tiene el mayor potencial de desarrollo. Gracias a la mejora del rendimiento de las baterías de litio y la reducción de costos, se espera que el registro de vehículos eléctricos (EVs) en todo el mundo crezca de forma exponencial.
Estados Unidos lidera el mercado en este mercado, con un aumento de las ventas de vehículos eléctricos impulsado por regulaciones favorables y un gran número de operadores privados. Para 2030, se espera que el 64% de los vehículos ligeros en Estados Unidos funcionen con baterías de litio. Entre las principales empresas fabricantes de baterías de litio, Albemarle Corporation (ALB) genera los mayores beneficios y tiene una capitalización de mercado de $18.1 mil millones. Otros actores importantes, como LG Energy Solutions de Corea del Sur, el gigante industrial japonés Toshiba Corporation y Arcadium Lithium PLC, son líderes mundiales en el desarrollo de baterías de litio.
Posición de China en el mercado global de baterías de litio
Mientras tanto, los fabricantes de baterías chinos ocupan una posición clave en el mercado global de baterías de litio. Con más de una década de ventaja, China no solo lidera el mundo en capacidad de producción de baterías en operación y planificadas, sino que también es el mercado de vehículos eléctricos más grande del mundo. Aunque el fin de los subsidios estatales y las presiones económicas a principios de 2023 han frenado temporalmente la producción de vehículos eléctricos, los fabricantes de baterías siguen confiando en el desarrollo a largo plazo del mercado, anunciando 247 gigavatios-hora (GWh) de nueva capacidad de baterías solo en el primer trimestre de 2023.
Se espera que EVE Energy asuma casi la mitad de esta nueva capacidad, y se espera que se convierta en el segundo fabricante de baterías más grande de China después de CATL en 2030, con una capacidad que aumentará casi un 500% desde 2023. Las posiciones de los principales actores como BYD, CALB Group y SVOLT Energy Technology permanecerán sin cambios durante el período de pronóstico. Además, empresas como Sunwoda Electronic, Chuneng New Energy y Funing Technology tendrán cada una una producción total de baterías de más de 100GWh en China para 2030. Los rápidos cambios en la industria de fabricación de baterías de China significan que pueden surgir nuevas empresas líderes en 2030.
Avances en la tecnología de las baterías de litio y nuevas baterías de litio
Los avances en la tecnología de las baterías de litio han dado lugar a productos más eficientes y potentes. Nuevas baterías de litio están surgiendo cada mes, y las baterías de fosfato de hierro y litio (LFP) dominan actualmente el mercado. China es el principal fabricante de baterías LFP, produciendo el 95% de las baterías LFP instaladas en casi todos los vehículos ligeros (LDVs). Al mismo tiempo, se está estableciendo la cadena de suministro para las baterías de iones de sodio sin litio, con más de 100 gigavatios-hora (GWh) de capacidad de fabricación principalmente en operación o anunciada en China. Con su posición dominante en la química de las baterías LFP, Contemporary Amperex Technology Co., Ltd. (CATL) de China produce la mayoría de las baterías de camiones. La durabilidad y el menor costo de las baterías LFP las convierten en una alternativa preferida a las baterías de iones de litio tradicionales.
Las baterías de litio de estado sólido (ASSLBs) también están ganando popularidad debido a su mayor seguridad. La mayoría de los fabricantes utilizan electrolitos de sulfuro con alta conductividad iónica para lograr capacidades de funcionamiento eficientes. Sin embargo, la significativa conductividad electrónica de los electrolitos de sulfuro (alrededor de 10^-8 S cm^-1) promueve la deposición directa de dendritas de litio en partículas de electrolito, lo que conduce a problemas graves de autodescarga.
Investigadores recientemente introdujeron una estrategia de aislamiento electrónico de límites de grano (GBEI) para evitar que los electrones se transporten a través de los límites de grano (GBs). Este enfoque permite que las celdas simétricas de Li-Li exhiban una vida útil de ciclo 30 veces más larga que la de los electrolitos de sulfuro prístinos y reduce la tasa de autodescarga de las celdas completas a un tercio de la original. Las ASSBs de Li-LiCoO2 retienen una alta capacidad del 80% después de 650 ciclos y mantienen un rendimiento de ciclo estable durante más de 2,600 ciclos a una densidad de corriente de 0.5 mA cm-2.
Se espera que las innovaciones futuras den forma al futuro de las baterías de litio, con la integración de nuevos materiales desempeñando un papel vital en el aumento de la densidad de energía y la reducción de los costos de materias primas, lo que a su vez reduce el costo de las celdas y los paquetes de baterías. Entre ellos, las nuevas químicas de electrolitos son las más importantes. Estas formulaciones son esenciales para el desarrollo de materiales activos negativos y positivos para las baterías de litio de próxima generación.
En el campo de la química de las baterías, la química de las baterías de litio níquel manganeso cobalto (NMC) se ha convertido en el líder del mercado debido a su capacidad energética superior, especialmente en términos de autonomía, lo que la hace más atractiva en comparación con las baterías de fosfato de hierro de litio (LFP) más seguras y de menor costo. Aunque la densidad de energía es un factor clave en la selección de baterías, el uso de la tecnología LFP en China está libre de tarifas de patente hasta 2022, lo que también afecta la aceptación del mercado de la tecnología LFP.
Las baterías NMC tendrán una cuota de mercado global de poco más de la mitad en 2023, y una cuota de mercado de casi el 70% en Europa, y se espera que aumente al 77,2% para 2030. En contraste, las baterías LFP solo tendrán una cuota de mercado del 5,2% en Europa en 2023 y se espera que disminuyan aún más al 0,5% al final del período de pronóstico. En el mercado estadounidense, se espera que las baterías LFP tengan una cuota de mercado del 20% para 2030, mientras que las baterías NMC representarán el 50,2% y las variantes de aluminio NMC representarán el 15,3%.
A pesar de las reservas limitadas de recursos minerales críticos en Europa y Estados Unidos, el crecimiento de la cuota de mercado de las baterías NMC sigue siendo significativo. La extracción de recursos de cobalto y níquel utilizados en las baterías NMC está altamente concentrada en la República Democrática del Congo e Indonesia. Actualmente, la mayoría de los materiales se procesan en compuestos de grado de batería y electrodos positivos de batería en China. Aunque Estados Unidos y la Unión Europea han promulgado leyes relevantes para garantizar la seguridad de suministro y el reciclaje de minerales estratégicos, será un proceso largo establecer una cadena de suministro completa desde las minas hasta las instalaciones de reciclaje.
