Ao longo da última década, as baterias de lítio ganharam popularidade devido ao seu desempenho superior em aplicações domésticas e industriais. A alta densidade de energia e as excelentes capacidades de armazenamento de energia elétrica dessas baterias são os principais fatores de seu sucesso. A alta densidade de energia das baterias de lítio significa que elas podem armazenar mais energia em um volume menor e com menos consumo de material, o que as torna uma escolha popular para produtos pequenos, portáteis e vestíveis.
Principais players no mercado global de baterias de lítio
O valor de mercado da indústria de baterias de lítio é de cerca de US$ 54,4 bilhões em 2023. À medida que a demanda por baterias de lítio aumenta, os especialistas preveem que o mercado crescerá de forma constante a uma taxa de crescimento anual composta de cerca de 20,3% de 2024 a 2030. A indústria automotiva é a principal cliente das baterias de lítio e tem o maior potencial de desenvolvimento. Graças à melhoria do desempenho das baterias de lítio e à redução de custos, espera-se que o registro de veículos elétricos (VEs) em todo o mundo cresça exponencialmente.
Os Estados Unidos lideram o mercado neste setor, com o aumento das vendas de veículos elétricos impulsionado por regulamentações favoráveis e um grande número de operadores privados. Até 2030, espera-se que 64% dos veículos leves nos Estados Unidos sejam alimentados por baterias de lítio. Entre as principais empresas fabricantes de baterias de lítio, a Albemarle Corporation (ALB) gera os maiores lucros e tem uma capitalização de mercado de US$ 18,1 bilhões. Outros grandes players, como a LG Energy Solutions da Coreia do Sul, o gigante industrial japonês Toshiba Corporation e a Arcadium Lithium PLC, são líderes globais no desenvolvimento de baterias de lítio.
Posição da China no mercado global de baterias de lítio
Enquanto isso, os fabricantes de baterias chineses ocupam uma posição central no mercado global de baterias de lítio. Com mais de uma década de vantagem, a China não apenas lidera o mundo em capacidade de produção de baterias em operação e planejadas, mas também é o maior mercado de veículos elétricos do mundo. Embora o fim dos subsídios estatais e as pressões econômicas no início de 2023 tenham temporariamente reduzido a produção de veículos elétricos, os fabricantes de baterias permanecem confiantes no desenvolvimento de longo prazo do mercado, anunciando 247 gigawatt-horas (GWh) de nova capacidade de bateria apenas no primeiro trimestre de 2023.
A EVE Energy deverá assumir quase metade dessa nova capacidade e espera-se que se torne a segunda maior fabricante de baterias da China após a CATL em 2030, com a capacidade aumentando em quase 500% desde 2023. As posições dos principais players como BYD, CALB Group e SVOLT Energy Technology permanecerão inalteradas durante o período previsto. Além disso, empresas como Sunwoda Electronic, Chuneng New Energy e Funing Technology terão cada uma uma produção total de baterias superior a 100GWh na China até 2030. As rápidas mudanças na indústria de fabricação de baterias da China significam que novas empresas líderes podem surgir em 2030.
Avanços na tecnologia de baterias de lítio e novas baterias de lítio
Avanços na tecnologia de baterias de lítio levaram a produtos mais eficientes e poderosos. Novas baterias de lítio estão surgindo todos os meses, e as baterias de fosfato de ferro de lítio (LFP) dominam atualmente o mercado. A China é a principal fabricante de baterias LFP, produzindo 95% das baterias LFP instaladas em quase todos os veículos leves. Ao mesmo tempo, a cadeia de suprimentos para baterias de íon de sódio sem lítio também está sendo estabelecida, com mais de 100 gigawatt-horas (GWh) de capacidade de fabricação principalmente em operação ou anunciada na China. Com sua posição dominante na química das baterias LFP, a Contemporary Amperex Technology Co., Ltd. (CATL) da China produz a maioria das baterias de caminhão. A durabilidade e o menor custo das baterias LFP as tornam uma alternativa preferida às baterias de íon de lítio tradicionais.
As baterias de lítio de estado sólido (ASSLBs) também estão se tornando cada vez mais populares devido à sua maior segurança. A maioria dos fabricantes utiliza eletrólitos de sulfeto com alta condutividade iônica para alcançar capacidades operacionais eficientes. No entanto, a significativa condutividade eletrônica dos eletrólitos de sulfeto (em torno de 10^-8 S cm^-1) promove a deposição direta de dendritos de lítio em partículas de eletrólito, levando a problemas graves de auto-descarga.
Pesquisadores recentemente introduziram uma estratégia de isolamento eletrônico de fronteira de grão (GBEI) para evitar que elétrons se transportem através das fronteiras de grão (GBs). Essa abordagem permite que células simétricas de Li-Li exibam uma vida útil de ciclo 30 vezes mais longa do que a dos eletrólitos de sulfeto pristinos e reduz a taxa de auto-descarga de células completas para um terço do original. As ASSBs de Li-LiCoO2 mantêm uma alta capacidade de 80% após 650 ciclos e mantêm um desempenho de ciclo estável por mais de 2.600 ciclos a uma densidade de corrente de 0,5 mA cm-2.
Inovações futuras são esperadas para moldar o futuro das baterias de lítio, com a integração de novos materiais desempenhando um papel vital no aumento da densidade de energia e na redução dos custos de matéria-prima, reduzindo assim o custo de células e pacotes de baterias. Entre eles, as novas químicas de eletrólitos são as mais importantes. Essas formulações são essenciais para o desenvolvimento de materiais ativos negativos e positivos para as baterias de lítio da próxima geração.
No campo da química de baterias, a química de bateria de lítio níquel manganês cobalto (NMC) tornou-se líder de mercado devido à sua capacidade energética superior, especialmente em termos de autonomia, tornando-a mais atraente em comparação com as baterias de fosfato de ferro de lítio (LFP) mais seguras e de menor custo. Embora a densidade de energia seja um fator-chave na seleção de baterias, o uso da tecnologia LFP na China está isento de taxas de patente até 2022, o que também afeta a aceitação de mercado da tecnologia LFP.
As baterias NMC terão uma participação de mercado global um pouco acima de metade em 2023, e uma participação de mercado de quase 70% na Europa, e espera-se que aumente para 77,2% até 2030. Em contraste, as baterias LFP terão apenas uma participação de mercado de 5,2% na Europa em 2023 e espera-se que diminuam ainda mais para 0,5% até o final do período de previsão. No mercado dos EUA, espera-se que as baterias LFP tenham uma participação de mercado de 20% até 2030, enquanto as baterias NMC representarão 50,2% e as variantes de alumínio NMC representarão 15,3%.
Apesar das reservas limitadas de recursos minerais críticos na Europa e nos Estados Unidos, o crescimento da participação de mercado das baterias NMC ainda é significativo. A mineração de recursos de cobalto e níquel usados em baterias NMC é altamente concentrada na República Democrática do Congo e na Indonésia. Atualmente, a maioria dos materiais é processada em compostos de grau de bateria e eletrodos positivos de bateria na China. Embora os Estados Unidos e a União Europeia tenham promulgado leis relevantes para garantir a segurança do fornecimento e a reciclagem de minerais estratégicos, será um processo longo estabelecer uma cadeia de suprimentos completa, desde as minas até as instalações de reciclagem.
