ग्लोबल लिथियम बैटरी मार्केट: प्रौद्योगिकी नवाचार और उद्योग की संभावनाएं

पिछले दशक में, लीथियम बैटरियों का प्रचलन उनके उत्कृष्ट प्रदर्शन के कारण बढ़ गया है घरेलू और औद्योगिक उपयोग में। इन बैटरियों की उच्च ऊर्जा घनत्व और उत्कृष्ट विद्युत ऊर्जा भंडारण क्षमताएँ इनके सफलता के मुख्य कारक हैं। लीथियम बैटरियों का उच्च ऊर्जा घनत्व यह मतलब है कि वे एक छोटे आयाम में और कम सामग्री उपभोग के साथ अधिक ऊर्जा संग्रहित कर सकते हैं, जिससे वे छोटे, पहनने योग्य और पोर्टेबल उत्पादों के लिए एक लोकप्रिय विकल्प बन गए हैं।

वैश्विक लीथियम बैटरी बाजार में प्रमुख खिलाड़ी

लीथियम बैटरी उद्योग की बाजार मूल्य 2023 में लगभग $54.4 अरब है। जैसे ही लीथियम बैटरियों की मांग बढ़ती है, विशेषज्ञों का कहना है कि बाजार 2024 से 2030 तक लगभग 20.3% की संयुक्त वार्षिक वृद्धि दर से स्थिर रूप से बढ़ेगा। ऑटोमोटिव उद्योग लीथियम बैटरियों का मुख्य ग्राहक है और उसमें सबसे अधिक विकास की संभावना है। लीथियम बैटरी क्षमता में सुधार और लागत कमी के कारण, विश्वभर में इलेक्ट्रिक वाहनों (ईवी) का पंजीकरण अत्यधिक वृद्धि होने की उम्मीद है।

संयुक्त राज्य इस बाजार में अगुआ है, जिसमें अनुकूल विनियमन और बड़ी संख्या में निजी ऑपरेटरों द्वारा चलाई जा रही इलेक्ट्रिक वाहनों की बिक्री बढ़ रही है। 2030 तक, यह उम्मीद है कि संयुक्त राज्य में प्रकाश वाहनों का 64% लीथियम बैटरियों से चलाया जाएगा। मुख्य लीथियम बैटरी निर्माण कंपनियों में से, Albemarle Corporation (ALB) सबसे अधिक लाभ कमाती है और इसकी बाजार पूंजी $18.1 अरब है। दूसरे मुख्य खिलाड़ी, जैसे कि दक्षिण कोरिया की LG Energy Solutions, जापानी औद्योगिक दिग्गज Toshiba Corporation, और Arcadium Lithium PLC, लीथियम बैटरी विकास में वैश्विक नेता हैं।

वैश्विक लीथियम बैटरी बाजार में चीन की स्थिति

इस बीच, चीनी बैटरी निर्माता वैश्विक लीथियम बैटरी बाजार में महत्वपूर्ण स्थान रखते हैं। एक दशक से अधिक का अंतराल रखने के साथ, चीन न केवल विश्व में संचालित और योजनाबद्ध बैटरी उत्पादन क्षमता में अगुआ है, बल्कि यह विश्व का सबसे बड़ा इलेक्ट्रिक वाहन बाजार भी है। हालांकि, 2023 की शुरुआत में राज्य सब्सिडी के समाप्त होने और आर्थिक दबावों ने अस्थायी रूप से इलेक्ट्रिक वाहन उत्पादन को रोक दिया है, लेकिन बैटरी निर्माताओं ने बाजार के दीर्घकालिक विकास में विश्वास बनाए रखा है, सिर्फ पहले तिमाही में 247 गिगावॉट-घंटे (GWh) की नई बैटरी क्षमता की घोषणा की है।

EVE Energy को इस नई क्षमता का लगभग आधा हिस्सा संभालने की उम्मीद है, और यह उम्मीद है कि 2030 में CATL के बाद चीन की दूसरी सबसे बड़ी बैटरी निर्माता बन जाएगी, जिसकी क्षमता 2023 से लगभग 500% बढ़ जाएगी। BYD, CALB Group और SVOLT Energy Technology जैसे प्रमुख खिलाड़ी की स्थितियाँ पूर्वानुमान अवधि के दौरान अपरिवर्तित रहेंगी। साथ ही, Sunwoda Electronic, Chuneng New Energy और Funing Technology जैसी कंपनियाँ प्रत्येक चीन में 2030 तक 100GWh से अधिक कुल बैटरी उत्पादन रखेंगी। चीन के बैटरी निर्माण उद्योग में तेजी से बदलाव का मतलब है कि 2030 में नए अग्रणी कंपनियाँ उभर सकती हैं।

लीथियम बैटरी प्रौद्योगिकी में अग्रिम विकास और नई लीथियम बैटरियाँ

लीथियम बैटरी प्रौद्योगिकी में अग्रिम विकास ने अधिक दक्ष और शक्तिशाली उत्पादों की ओर ले जाया है। नई लीथियम बैटरियाँ हर महीने उभर रही हैं, और वर्तमान में लीथियम आयरन फॉस्फेट (LFP) बैटरियाँ बाजार में प्रमुख हैं। चीन LFP बैटरियों के प्रमुख निर्माता है, जो लगभग सभी हल्के ड्यूटी वाहनों (LDVs) में इंस्टॉल किए गए LFP बैटरियों का 95% उत्पादन करता है। इसी समय, बिना लीथियम के सोडियम-आयन बैटरियों के लिए आपूर्ति श्रृंखला भी स्थापित हो रही है, जिसमें चीन में मुख्य रूप से 100 गिगावॉट-घंटे (GWh) की निर्माण क्षमता है जो मुख्य रूप से संचालित या घोषित है। LFP बैटरियों की टिकाऊता और कम लागत उन्हें पारंपरिक लीथियम-आयन बैटरियों के प्राथमिक विकल्प बनाती हैं।

सॉलिड-स्टेट लीथियम बैटरियों (ASSLBs) भी अपनी अधिक सुरक्षा के कारण बढ़ते जा रहे हैं। अधिकांश निर्माता उच्च आयनिक चालकता वाले सल्फाइड इलेक्ट्रोलाइट का उपयोग करते हैं ताकि कार्यक्षमता प्राप्त की जा सके। हालांकि, सल्फाइड इलेक्ट्रोलाइट की महत्वपूर्ण इलेक्ट्रॉनिक चालकता (लगभग 10^-8 एस सेमी^-1) इलेक्ट्रोलाइट कणों में लीथियम डेंड्राइट के सीधे डिपोजिशन को बढ़ावा देती है, जिससे गंभीर स्व-डिस्चार्ज मुद्दे उत्पन्न होते हैं।

हाल ही में शोधकर्ताओं ने ग्रेन बाउंडरी इलेक्ट्रॉनिक इन्सुलेशन (GBEI) रणनीति को पेश किया है ताकि इलेक्ट्रॉन ग्रेन बाउंडरीज़ (जीबी) के माध्यम से नहीं पहुंच सकें। यह दृष्टिकोण लीथियम-लीथियम सिमेट्रिक सेल्स को मूल सल्फाइड इलेक्ट्रोलाइट्स की तुलना में 30 गुना अधिक चक्र जीवन प्रदर्शित करने की क्षमता देता है और पूर्ण सेल्स की स्व-डिस्चार्ज दर को तीन में एक कम करता है। लीथियम-लीथियमकोओ2 ASSBs 650 चक्रों के बाद भी 80% क्षमता को बनाए रखते हैं और 0.5 mA सेमी^-2 की वर्तमान घनत्व पर 2,600 चक्रों से अधिक के लिए स्थिर चक्रण प्रदर्शन करते हैं।

भविष्य की नवाचारों की उम्मीद है कि लीथियम बैटरियों का भविष्य आकार देगी, नई सामग्रियों के सम्मिलन ऊर्जा घनत्व बढ़ाने और कच्चे सामग्री लागत को कम करने में महत्वपूर्ण भूमिका निभाएगा, जिससे सेल और बैटरी पैक की लागत कम होगी। इनमें से, नए इलेक्ट्रोलाइट रसायन सबसे महत्वपूर्ण हैं। ये सूत्रात्मक लीथियम बैटरियों के अगली पीढ़ियों के लिए नकारात्मक और सकारात्मक सक्रिय सामग्रियों के विकास के लिए आवश्यक हैं।

बैटरी रसायन विज्ञान के क्षेत्र में, लीथियम निकेल मैंगनीज कोबाल्ट (NMC) बैटरी रसायन अपनी उत्कृष्ट ऊर्जा क्षमता के कारण बाजार में अग्रणी बन गया है, विशेष रूप से ड्राइविंग रेंज के मामले में, जिससे यह कम लागत और सुरक्षित लीथियम आयरन फॉस्फेट (LFP) बैटरीज की तुलना में अधिक आकर्षक बन गया है। यद्यपि ऊर्जा घनत्व बैटरी चयन में एक मुख्य कारक है, लेकिन चीन में LFP प्रौद्योगिकी का उपयोग 2022 तक पेटेंट शुल्क मुक्त है, जो LFP प्रौद्योगिकी की बाजार स्वीकृति पर भी प्रभाव डालता है।

NMC बैटरीज का वैश्विक बाजार हिस्सा 2023 में लगभग आधा होगा, और यूरोप में लगभग 70% का हिस्सा होगा, और 2030 तक 77.2% तक बढ़ने की उम्मीद है। उसके विपरीत, यूरोप में LFP बैटरीज का बाजार हिस्सा 2023 में केवल 5.2% होगा और अंतिम अनुमान अवधि के अंत तक 0.5% तक और भी घटने की उम्मीद है। संयुक्त राज्य बाजार में, LFP बैटरीज का बाजार हिस्सा 2030 तक 20% होने की उम्मीद है, जबकि NMC बैटरीज 50.2% के लिए होगा और NMC-एल्यूमिनियम वेरिएंट्स 15.3% के लिए होंगे।

यूरोप और संयुक्त राज्यों में महत्वपूर्ण खनिज संसाधनों की सीमित भंडार होने के बावजूद, NMC बैटरी बाजार हिस्सा का वृद्धि भी महत्वपूर्ण है। NMC बैटरीज में उपयोग किए जाने वाले कोबाल्ट और निकेल संसाधनों की खनन बहुत अधिक लोकसंख्या वाले कांगो गणराज्य और इंडोनेशिया में केंद्रित है। वर्तमान में, अधिकांश सामग्रियाँ चीन में बैटरी ग्रेड यौगिकों और बैटरी सकारात्मक इलेक्ट्रोडों में प्रसंस्कृत की जाती हैं। हालांकि, संयुक्त राज्य और यूरोपीय संघ ने महत्वपूर्ण खनिज सामग्रियों की आपूर्ति और पुनर्चक्रण की सुरक्षा सुनिश्चित करने के लिए संबंधित विधेयक लागू किए हैं, लेकिन खानों से पुनर्चक्रण सुविधाओं तक पूर्ण आपूर्ति श्रृंखला स्थापित करने में लंबा समय लगेगा।