ตลาดแบตเตอรี่ลิเทียมระดับโลก: นวัตกรรมทางเทคโนโลยีและโอกาสในอุตสาหกรรม

ในช่วง 10 ปีที่ผ่านมา แบตเตอรี่ลิเทียมได้รับความนิยมเนื่องจากประสิทธิภาพที่ยอดเยี่ยมในการใช้ในที่บ้านและในอุตสาหกรรม ความหนาแน่นของพลังงานสูงและความสามารถในการเก็บพลังงานไฟฟ้าอย่างยอดเยี่ยมของแบตเตอรี่เหล่านี้เป็นปัจจัยหลักในความสำเร็จของพวกเขา ความหนาแน่นของพลังงานสูงของแบตเตอรี่ลิเทียมหมายความว่าพวกเขาสามารถเก็บพลังงานได้มากกว่าในปริมาตรที่เล็กกว่าและด้วยการใช้วัสดุน้อยลง ซึ่งทำให้พวกเขาเป็นทางเลือกยอดนิยมสำหรับผลิตภัณฑ์ขนาดเล็ก สวมใส่และพกพา

ผู้เล่นใหญ่ในตลาดแบตเตอรี่ลิเทียมระดับโลก

มูลค่าตลาดอุตสาหกรรมแบตเตอรี่ลิเทียมประมาณ 54.4 พันล้านเหรียญในปี 2023 โดยที่ผู้เชี่ยวชาญคาดการณ์ว่าตลาดจะเติบโตอย่างมั่นคงที่อัตราการเติบโตประจำปีเฉลี่ยประมาณ 20.3% ตั้งแต่ปี 2024 ถึง 2030 อุตสาหกรรมยานยนต์เป็นลูกค้าหลักของแบตเตอรี่ลิเทียมและมีศักยภาพในการพัฒนามากที่สุด ด้วยการปรับปรุงประสิทธิภาพของแบตเตอรี่ลิเทียมและการลดต้นทุน การลงทะเบียนรถยนต์ไฟฟ้า (EVs) ทั่วโลกคาดว่าจะเติบโตอย่างก้อนโกย

สหรัฐอเมริกาเป็นผู้นำตลาดในตลาดนี้ โดยมียอดขายรถยนต์ไฟฟ้าเพิ่มขึ้นเนื่องจากกฎระเบียบที่เป็นที่ชื่นชมและมีจำนวนผู้ประกอบการส่วนตัวมาก โดยปี 2030 คาดว่า 64% ของยานยนต์เบาในสหรัฐอเมริกาจะใช้พลังงานจากแบตเตอรี่ลิเทียม ในหมู่บริษัทผู้ผลิตแบตเตอรี่ลิเทียมใหญ่ ๆ Albemarle Corporation (ALB) ได้รับกำไรสูงสุดและมีมูลค่าตลาดประมาณ 18.1 พันล้านเหรียญ ผู้เล่นใหญ่อื่น ๆ เช่น LG Energy Solutions ของเกาหลีใต้, บริษัทอุตสาหกรรมญี่ปุ่น Toshiba Corporation และ Arcadium Lithium PLC เป็นผู้นำระดับโลกในการพัฒนาแบตเตอรี่ลิเทียม

ตำแหน่งของจีนในตลาดแบตเตอรี่ลิเทียมระดับโลก

ในเวลาเดียวกัน ผู้ผลิตแบตเตอรี่จีนเป็นตัวกำหนดตำแหน่งในตลาดแบตเตอรี่ลิเทียมระดับโลก ด้วยการเริ่มต้นมากกว่า 10 ปี จีนไม่เพียงเป็นผู้นำในการผลิตและความจุการผลิตแบตเตอรี่ที่วางแผน แต่ยังเป็นตลาดรถยนต์ไฟฟ้าที่ใหญ่ที่สุดของโลก แม้จะมีการลดการสนับสนุนจากรัฐและกดดันทางเศรษฐกิจในต้นปี 2023 ทำให้การผลิตรถยนต์ไฟฟ้าลดลงชั่วคราว ผู้ผลิตแบตเตอรี่ยังคงมั่นใจในการพัฒนาตลาดในระยะยาว ประกาศความจุแบตเตอรี่ใหม่รวมกว่า 247 กิกะวัตต์-ชั่วโมง (GWh) ในไตรมาสแรกของปี 2023 เท่านั้น

EVE Energy คาดว่าจะรับผิดชอบเกือบครึ่งของความจุใหม่นี้ และคาดว่าจะกลายเป็นผู้ผลิตแบตเตอรี่ขนาดใหญ่ที่สองของจีนหลังจาก CATL ในปี 2030 โดยมีความจุเพิ่มขึ้นเกือบ 500% จากปี 2023 ตำแหน่งของผู้เล่นใหญ่อย่าง BYD, CALB Group และ SVOLT Energy Technology จะยังคงเท่าเดิมตลอดช่วงเวลาที่คาดการณ์ไว้ นอกจากนี้ บริษัทอื่น ๆ เช่น Sunwoda Electronic, Chuneng New Energy และ Funing Technology จะมีการผลิตแบตเตอรี่รวมกว่า 100GWh ในจีนแต่ละบริษัท โดยปี 2030 การเปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็วในอุตสาหกรรมผลิตแบตเตอรี่ของจีนหมายความว่าบริษัทชั้นนำใหม่อาจเกิดขึ้นในปี 2030

ความก้าวหน้าในเทคโนโลยีแบตเตอรี่ลิเทียมและแบตเตอรี่ลิเทียมใหม่

ความก้าวหน้าในเทคโนโลยีแบตเตอรี่ลิเทียมได้นำไปสู่ผลิตภัณฑ์ที่มีประสิทธิภาพและมีพลังงานมากขึ้น แบตเตอรี่ลิเทียมใหม่กำลังเกิดขึ้นทุกเดือน และแบตเตอรี่ลิเทียมไอออนฟอสเฟต (LFP) ครอบครองตลาดในปัจจุบัน จีนเป็นผู้ผลิตชั้นนำของแบตเตอรี่ LFP โดยผลิต 95% ของแบตเตอรี่ LFP ที่ติดตั้งในยานยนต์เบาทุกประเภท (LDVs) ในเวลาเดียวกัน ระบบซัพพลายเชนสำหรับแบตเตอรี่ไนโตเรียมไอออนโดยไม่มีลิเทียมกำลังเป็นการกำลังที่กำลังเปิดตัว โดยมีมากกว่า 100 กิกะวัตต์-ชั่วโมง (GWh) ของความจุการผลิตที่ดำเนินการหรือประกาศในจีนเป็นส่วนใหญ่ ด้วยตำแหน่งที่เชื่อมั่นในเคมีของแบตเตอรี่ LFP ที่เป็นที่นิยม บริษัท Contemporary Amperex Technology Co., Ltd. (CATL) ของจีนผลิตส่วนใหญ่ของแบตเตอรี่รถบรรทุก ความทนทานและต้นทุนต่ำของแบตเตอรี่ LFP ทำให้เป็นทางเลือกที่ชอบในการเปลี่ยนแทนแบตเตอรี่ไอออนลิเทียม传统

แบตเตอรี่ลิเธียมแบบแข็ง (ASSLBs) ก็กำลังเป็นที่นิยมมากขึ้นเนื่องจากความปลอดภัยสูงขึ้น ผู้ผลิตส่วนใหญ่ใช้ตัวนำไฟฟ้าซัลไฟด์ที่มีการนำไฟฟ้าไอออนสูงเพื่อให้สามารถใช้งานได้อย่างมีประสิทธิภาพ อย่างไรก็ตาม การนำไฟฟ้าอิเล็กทรอนิกของตัวนำไฟฟ้าซัลไฟด์ (ประมาณ 10^-8 S cm^-1) ส่งเสริมการตกตะกอนลิเธียมโดยตรงในอนุภาคตัวนำไฟฟ้า ทำให้เกิดปัญหาการสลัดตัวเองอย่างรุนแรง

นักวิจัยเร็วๆ นี้ได้นำเสนอกลยุทธ์การฉนวนอิเล็กทรอนิกของขอบเมืองเพื่อป้องกันอิเล็กตรอนจากการถ่ายย้ายผ่านขอบเมือง (GBs) วิธีการนี้ทำให้เซลล์ลิ-ลิซิมมิตรแสดงอายุการใช้งานยาวขึ้นถึง 30 เท่าของตัวนำไฟฟ้าซัลไฟด์ที่ดีและลดอัตราการสลัดตัวเองของเซลล์เต็มไปเป็นหนึ่งในสามของเดิม แบตเตอรี่ลิ-ลิโคออกไซด์ ASSBs ยังคงความจุสูงอยู่ที่ 80% หลังจาก 650 วงวน และรักษาประสิทธิภาพการวิ่งที่มั่นคงมากกว่า 2,600 วงวน ที่ความหนาแน่นกระแสไฟปัจจุบัน 0.5 mA cm-2

นวัตกรรมใหม่ที่คาดว่าจะรูปร่างอนาคตของแบตเตอรี่ลิเธียม โดยการรวมวัสดุใหม่เป็นส่วนสำคัญในการเพิ่มความหนาแน่นของพลังงานและลดต้นทุนวัสดุเชิงรุกของเซลล์และแบตเตอรี่แพ็ค ซึ่งจะลดต้นทุนของเซลล์และแบตเตอรี่ ในหมู่นี้ สารเคมีของตัวนำไฟฟ้าใหม่เป็นสิ่งสำคัญที่สุด สูตรเหล่านี้เป็นสิ่งจำเป็นสำหรับการพัฒนาวัสดุกลุ่มลบและบวกที่ใช้ในแบตเตอรี่ลิเธียมรุ่นต่อไป

ในด้านเคมีของแบตเตอรี่ ลิเธียม นิกเกิล แมงกานีส โคบอลต์ (NMC) ได้เป็นผู้นำตลาดเนื่องจากความจุพลังงานที่ดีกว่า โดยเฉพาะในเรื่องระยะทางการขับขี่ ทำให้มีความน่าสนใจมากกว่าแบตเตอรี่ลิเธียมฟอสเฟต (LFP) ที่มีราคาถูกและปลอดภัย แม้ว่าความหนาแน่นของพลังงานเป็นปัจจัยสำคัญในการเลือกใช้แบตเตอรี่ การใช้เทคโนโลยี LFP ในประเทศจีนไม่มีค่าธรรมเนียมสิทธิจำกัดจนถึงปี 2022 ซึ่งมีผลต่อการยอมรับของตลาดเทคโนโลยี LFP

แบตเตอรี่ NMC จะมีส่วนแบ่งตลาดระดับโลกเกือบครึ่งในปี 2023 และส่วนแบ่งตลาดเกือบ 70% ในยุโรป และคาดว่าจะเพิ่มขึ้นเป็น 77.2% โดยปี 2030 ในทวีปอเมริกา แต่แบตเตอรี่ LFP จะมีส่วนแบ่งตลาดเพียง 5.2% ในยุโรปในปี 2023 และคาดว่าจะลดลงเป็น 0.5% ที่สิ้นสุดของช่วงเวลาที่คาดการณ์ไว้ ในตลาดสหรัฐอเมริกา คาดว่าแบตเตอรี่ LFP จะมีส่วนแบ่งตลาด 20% โดยปี 2030 ในขณะที่แบตเตอรี่ NMC จะมีส่วนแบ่ง 50.2% และตัวแปรอลูมิเนียมของ NMC จะมีส่วนแบ่ง 15.3%

แม้ว่ายุโรปและสหรัฐฯ มีทรัพยากรแร่ที่สำคัญจำกัด การเติบโตของส่วนแบ่งตลาดของแบตเตอรี่ NMC ก็ยังมีความสำคัญ การขุดเจาะทรัพยากรโคบอลต์และนิกเกิลที่ใช้ในแบตเตอรี่ NMC มีการเก็บสะสมที่สูงในสาธารณรัฐประชาธิปไตยคองโกและอินโดนีเซีย ในปัจจุบัน วัสดุส่วนใหญ่ถูกประมวลผลเป็นสารประเภทแบตเตอรี่และของเหลวบวกในจีน แม้ว่าสหรัฐฯและสหภาพยุโรปได้ลงพระราชกฤษฎีกษัตริย์ที่เกี่ยวกับการรักษาความมั่นคงของการจัดหาและการรีไซเคิลของแร่กลยุทธ์ การสร้างโซ่อุปทานที่สมบูรณ์จากเหมืองถึงโรงงานรีไซเคิลจะเป็นกระบวนการยาวนาน