Son on yılda, lityum piller ev ve endüstriyel uygulamalarda üstün performansları nedeniyle popülerlik kazanmıştır. Bu pillerin yüksek enerji yoğunluğu ve mükemmel elektrik enerjisi depolama yetenekleri başarılarının ana nedenleridir. Lityum pillerin yüksek enerji yoğunluğu, daha küçük bir hacimde daha fazla enerji depolayabilmeleri ve daha az malzeme tüketimi ile yapabilmeleri anlamına gelir, bu da onları küçük, giyilebilir ve taşınabilir ürünler için popüler bir seçim haline getirir.
Küresel lityum pil pazarındaki başlıca oyuncular
Lityum pil endüstrisi pazar değeri 2023 yılında yaklaşık 54.4 milyar dolar civarındadır. Lityum pillere olan talebin artmasıyla, uzmanlar pazarın 2024'ten 2030'a kadar yaklaşık %20.3'lük bir bileşik yıllık büyüme oranıyla istikrarlı bir şekilde büyüyeceğini öngörmektedir. Otomotiv endüstrisi lityum pillerin ana müşterisi olup en büyük gelişme potansiyeline sahiptir. Lityum pil performansının iyileştirilmesi ve maliyetin düşürülmesi sayesinde dünya çapında elektrikli araçların (EV'lerin) kaydının katlanarak artması beklenmektedir.
Amerika Birleşik Devletleri, olumlu düzenlemeler ve birçok özel işletmeci tarafından yönlendirilen elektrikli araçların artan satışlarıyla bu pazarda öncülük ediyor. 2030 yılına kadar Amerika Birleşik Devletleri'nde hafif araçların %64'ünün lityum pillerle çalışacağı tahmin edilmektedir. Başlıca lityum pil üretim şirketleri arasında, Albemarle Corporation (ALB) en yüksek karı elde ediyor ve 18.1 milyar dolarlık bir piyasa değerine sahiptir. Güney Kore'nin LG Energy Solutions, Japon endüstri devi Toshiba Corporation ve Arcadium Lithium PLC gibi diğer büyük oyuncular, lityum pil geliştirmede küresel liderlerdir.
Çin'in küresel lityum pil pazarındaki konumu
Bu arada, Çinli pil üreticileri küresel lityum pil pazarında kilit bir konumda bulunmaktadır. Çin, on yıldan fazla bir süredir önde olup, sadece dünyada işletilen ve planlanan pil üretim kapasitesinde değil, aynı zamanda dünyanın en büyük elektrikli araç pazarıdır. 2023'ün başlarında devlet teşviklerinin sona ermesi ve ekonomik baskılar elektrikli araç üretimini geçici olarak sınırlamış olsa da, pil üreticileri pazarın uzun vadeli gelişimine güvenmektedir ve sadece 2023'ün ilk çeyreğinde 247 gigavat-saat (GWh) yeni pil kapasitesi duyurmuşlardır.
EVE Energy'in bu yeni kapasitenin neredeyse yarısını üstlenmesi beklenmekte olup, 2030 yılında CATL'den sonra Çin'in ikinci büyük pil üreticisi haline gelmesi ve kapasitesinin 2023'ten neredeyse %500 artması beklenmektedir. BYD, CALB Group ve SVOLT Energy Technology gibi büyük oyuncuların konumları tahmin dönemi boyunca değişmeyecektir. Ayrıca, Sunwoda Electronic, Chuneng New Energy ve Funing Technology gibi şirketlerin her birinin 2030 yılına kadar Çin'de toplam 100GWh'den fazla pil üretimi olacaktır. Çin'in pil üretim endüstrisindeki hızlı değişiklikler, 2030 yılında yeni önde gelen şirketlerin ortaya çıkabileceği anlamına gelmektedir.
Lityum pil teknolojisindeki ilerlemeler ve yeni lityum piller
Lityum pil teknolojisindeki ilerlemeler, daha verimli ve güçlü ürünlerin ortaya çıkmasına yol açmıştır. Yeni lityum piller her ay ortaya çıkmakta olup, şu anda pazarda lityum demir fosfat (LFP) piller hakimdir. Çin, LFP pillerinin %95'ini üreterek hemen hemen tüm hafif ticari araçlara (LDV'ler) kurulan LFP pillerinin üretimini gerçekleştirmektedir. Aynı zamanda, lityumsuz sodyum iyon pilleri için tedarik zinciri de kurulmaktadır ve Çin'de başta olmak üzere işletilen veya duyurulan 100 gigavat-saat (GWh) üretim kapasitesi bulunmaktadır. LFP pillerinin dayanıklılığı ve düşük maliyeti, onları geleneksel lityum iyon pillere tercih edilen bir alternatif haline getirmektedir.
Katı hal lityum pilleri (ASSLB'ler) daha yüksek güvenlikleri nedeniyle giderek daha popüler hale gelmektedir. Çoğu üretici, etkili işletme yeteneklerine ulaşmak için yüksek iyonik iletkenliğe sahip sülfür elektrolitler kullanmaktadır. Bununla birlikte, sülfür elektrolitlerin önemli elektron iletkenliği (yaklaşık 10^-8 S cm^-1), elektrolit parçacıklarında doğrudan lityum dendritlerinin birikmesini teşvik ederek ciddi kendiliğinden deşarj sorunlarına yol açmaktadır.
Araştırmacılar yakın zamanda tane sınırı elektronik yalıtımı (GBEI) stratejisini tanıtarak elektronların tane sınırları (GB'ler) aracılığıyla taşınmasını engellemek için bir strateji geliştirdiler. Bu yaklaşım, Li-Li simetrik hücrelerin döngü ömrünün, saf sülfür elektrolitlerin döngü ömründen 30 kat daha uzun olmasını sağlar ve tam hücrelerin kendiliğinden deşarj oranını orijinalin üçte birine düşürür. Li-LiCoO2 ASSB'ler, 650 döngüden sonra %80 kapasiteyi korur ve 0.5 mA cm-2 akım yoğunluğunda 2.600'den fazla döngü boyunca istikrarlı döngü performansını sürdürür.
Gelecekteki yeniliklerin lityum pillerin geleceğini şekillendirmesi beklenmektedir, yeni malzemelerin entegrasyonu enerji yoğunluğunu artırmak ve hammadde maliyetlerini azaltmak, böylece hücre ve pil paketlerinin maliyetini düşürmek için hayati bir rol oynamaktadır. Bunlar arasında, yeni elektrolit kimyası en önemlisidir. Bu formülasyonlar, gelecek nesil lityum piller için negatif ve pozitif aktif materyallerin geliştirilmesi için esastır.
Batarya kimyası alanında, lityum nikel manganez kobalt (NMC) batarya kimyası, özellikle sürüş menzili açısından üstün enerji kapasitesi nedeniyle pazar lideri haline gelmiştir, bu da onu daha düşük maliyetli ve daha güvenli lityum demir fosfat (LFP) pillere kıyasla daha çekici hale getirmektedir. Enerji yoğunluğu batarya seçiminde önemli bir faktör olmasına rağmen, Çin'de LFP teknolojisinin 2022'ye kadar patent ücretlerinden muaf olması da LFP teknolojisinin pazar kabulünü etkilemektedir.
NMC piller 2023 yılında küresel pazar payının yarısından biraz fazlasına sahip olacak ve Avrupa'da neredeyse %70 pazar payına sahip olacak ve 2030 yılına kadar %77.2'ye çıkması beklenmektedir. Buna karşılık, LFP piller 2023 yılında Avrupa'da sadece %5.2 pazar payına sahip olacak ve tahmin döneminin sonunda %0.5'e kadar daha da düşmesi beklenmektedir. ABD pazarında, LFP pillerin 2030 yılında %20 pazar payına sahip olması beklenirken, NMC piller %50.2'yi ve NMC-alüminyum varyantları %15.3'ü oluşturacaktır.
Avrupa ve Amerika Birleşik Devletleri'nin kritik mineral kaynaklarına sınırlı rezervlerine rağmen, NMC pil pazar payının büyümesi hala önemlidir. NMC pillerde kullanılan kobalt ve nikel kaynaklarının madenciliği Demokratik Kongo Cumhuriyeti ve Endonezya'da yoğunlaşmıştır. Şu anda, materyallerin çoğu Çin'de pil sınıfı bileşiklere ve pil pozitif elektrotlara işlenmektedir. ABD ve Avrupa Birliği, stratejik minerallerin arzının güvenliğini ve geri dönüşümünü sağlamak için ilgili yasaları yürürlüğe koymuş olsalar da, madenlerden geri dönüşüm tesislerine kadar tam bir tedarik zinciri oluşturmak uzun bir süreç olacaktır.
