Il dibattito pubblico sulle batterie a stato solido ha stimolato lo sviluppo sia in ambito accademico che industriale. Con un numero crescente di attori attivi in questo settore e diversi traguardi già raggiunti, si prevede che il mercato delle batterie a stato solido raggiungerà gli 8 miliardi di dollari entro il 2031, secondo il nuovo rapporto di IDTechEx, "Solid-State and Polymer Batteries 2021-2031: Technology, Forecasts, Players".
Le batterie a stato solido potrebbero rivoluzionare il settore.
Nel 2015, Volkswagen ha acquisito una quota del 5% in QuantumScape, Dyson ha acquisito Sakti3, Bosch ha acquisito SEEO e Johnson Battery Technologies ha venduto le sue batterie a stato solido a BP. Sebbene nel 2017 Bosch si sia disfatta di SEEO e abbia avviato la vendita dell'azienda, e Dyson abbia abbandonato le tecnologie di Sakti3, l'interesse per le batterie a stato solido non è mai diminuito. Ford, Samsung e Hyundai hanno investito in Solid Power. Hyundai ha anche stretto una partnership con BMW. Renault, Mitsubishi e Nissan hanno investito in Ionic Materials. Nel 2020, Samsung ha prodotto nuove batterie a stato solido basate su un elettrolita argirodite e Volkswagen ha effettuato un nuovo investimento di 200 milioni di dollari in QuantumScape. Oltre alle aziende menzionate, anche Honda, Fisker, Panasonic e CATL sono entrate nel mercato.
Gli elettroliti liquidi infiammabili presenti nella maggior parte delle batterie agli ioni di litio commerciali sono considerati pericolosi perché possono facilmente restringersi ad alte temperature, causando cortocircuiti e conseguenti incendi. Sostituendo gli elettroliti liquidi organici con le loro controparti allo stato solido, le batterie allo stato solido risultano più sicure e durature.
Una maggiore sicurezza implica una minore presenza di dispositivi elettronici di controllo della sicurezza nei moduli/pacchi batteria. Pertanto, anche se le prime generazioni di batterie a stato solido possono avere una densità energetica simile o addirittura inferiore rispetto alle tradizionali batterie agli ioni di litio, l'energia disponibile nel pacco batteria può essere paragonabile o addirittura superiore a quella di queste ultime.
Grazie all'ampia finestra elettrochimica offerta dagli elettroliti solidi, è possibile utilizzare materiali catodici ad alta tensione. Inoltre, l'anodo di litio metallico ad alta densità energetica può spingere la densità energetica oltre i 1.000 Wh/L. Queste caratteristiche potrebbero rendere le batterie a stato solido una vera rivoluzione.
La produzione di batterie agli ioni di litio è stata a lungo dominata dall'Asia orientale, con Giappone, Cina e Corea del Sud a svolgere un ruolo di primo piano. Gli Stati Uniti e i paesi europei si contendono ora quote di mercato, spostando il valore aggiunto dall'Asia orientale e localizzando la produzione di batterie più vicino al mercato di applicazione. La selezione di nuovi materiali e i cambiamenti nei processi produttivi indicano una riorganizzazione della catena di fornitura delle batterie. Sia dal punto di vista tecnologico che commerciale, lo sviluppo di batterie a stato solido è diventato parte integrante della strategia per le batterie di nuova generazione. Si tratta di un'impresa globale con interessi regionali e sostegno governativo. Nuove opportunità si presenteranno grazie a materiali, componenti, sistemi, metodi di produzione e competenze tecniche.
Il mercato sarà trainato principalmente dall'applicazione dei veicoli elettrici.
La domanda di batterie a stato solido proviene soprattutto dai veicoli elettrici. Anche i sistemi di accumulo di energia e l'elettronica di consumo, come smartphone, tablet e laptop, rappresentano mercati di riferimento, e quest'ultimo segmento potrebbe concretizzarsi più rapidamente.
Con la maggior parte delle aziende che hanno già avviato la produzione di massa (Giappone intorno al 2025-2030, Europa intorno al 2025-2026 e Cina continentale e Taiwan intorno al 2022-2023), è probabile che le batterie a stato solido si diffondano dopo il 2025, anche se la produzione su piccola scala potrebbe iniziare anche prima. Si prevede che il mercato dei veicoli elettrici conquisterà la quota maggiore (66%) nel 2031, seguito dalle applicazioni per smartphone.
L'interesse è trainato dal mercato dei veicoli elettrici e la vicinanza geografica è un fattore chiave per la prossima fase di commercializzazione, soprattutto alla luce dell'attuale situazione legata al COVID-19, che sta influenzando le decisioni di acquisto dei consumatori, gli stili di vita e la globalizzazione. Ciò porterà a un ulteriore consolidamento e a nuove partnership, ed è molto probabile che i nuovi centri di produzione di batterie a stato solido saranno situati in prossimità dei mercati di applicazione dei veicoli elettrici. Nel frattempo, le startup situate lontano dai mercati di applicazione tendono a concedere in licenza le proprie tecnologie piuttosto che costruire impianti di produzione locali.
Contenuto del rapporto:
Il rapporto "Batterie a stato solido e polimeriche 2021-2031: tecnologia, previsioni e attori principali" analizza il settore degli elettroliti a stato solido, offrendo una previsione decennale fino al 2031 in termini di capacità produttiva e dimensioni del mercato, che si prevede supereranno gli 8 miliardi di dollari. Particolare enfasi è posta sulle tecnologie chimiche più promettenti, con un'analisi completa degli otto elettroliti solidi inorganici e degli elettroliti polimerici organici.
Inoltre, il rapporto analizza le sfide produttive relative agli elettroliti allo stato solido e le modalità con cui le principali aziende stanno affrontando tali limitazioni, nonché i progressi della ricerca e le attività dei principali attori. Presenta anche uno studio sul litio metallico come risorsa strategica, evidenziando la distribuzione strategica di questo materiale a livello mondiale e il suo ruolo nelle batterie allo stato solido. Alcune formulazioni chimiche richiederanno un elevato consumo di litio, mettendo a dura prova le aziende minerarie di tutto il mondo.
