Diamo un’occhiata alla rapida espansione del mercato delle batterie, vedendo come l’Asia sia leader delle batterie sia a livello di sviluppo tecnologico che di utilizzo.
La larga espansione delle batterie
Sebbene una tendenza al rialzo costante sia stata osservata dal 2000, c’è stata una notevole accelerazione dal 2005. C’è stato un tasso di crescita annuo del 14% fino al 2018, rispetto a solo il 3,5% in media per tutte le aree tecnologiche dell’economia. Ciò riflette in piccola parte l’uso delle batterie in una gamma in continua espansione di dispositivi e strumenti personali. Il driver più ampio negli ultimi anni riguarda le tecnologie energetiche pulite, in particolare la mobilità elettrica.
Il netto calo del prezzo delle batterie
Dal 1995, i prezzi delle batterie agli ioni di litio per l’elettronica di consumo sono diminuiti di oltre il 90%. Per i veicoli elettrici, i prezzi degli ioni di litio sono diminuiti di quasi il 90% dal 2010. Per le applicazioni fisse, compresa la gestione della rete elettrica, sono diminuiti di circa due terzi nello stesso periodo. Queste riduzioni dei costi sono in parte dovute a nuove sostanze chimiche, principalmente aggiustamenti alla composizione del catodo della batteria, nonché economie di scala nella produzione.
L’impennata dei brevetti per le nuove tecnologie delle batterie
Tuttavia, come mostrato chiaramente nelle statistiche sui brevetti, anche i processi di produzione innovativi hanno svolto un ruolo chiave. L’attività di brevettazione nella produzione di celle per batterie e sviluppi ingegneristici relativi alle celle è triplicata nell’ultimo decennio.
Il Giappone e la Repubblica di Corea stanno guidando la corsa globale alla tecnologia delle batterie, spingendo altri paesi a sviluppare vantaggi competitivi in parti specifiche della catena del valore delle batterie.
Dei primi dieci candidati globali, nove hanno sede in Asia. Includono sette società giapponesi, guidate da Panasonic e Toyota, e due società coreane, Samsung e LG Electronics. Bosch, una società tedesca, è l’unico candidato non asiatico a figurare nella classifica.
Il mercato della mobilità elettrica
Nel 2011 in Cina sono state vendute 5.000 auto elettriche, pari all’11% del mercato globale delle auto elettriche. Con 1,1 milioni di auto, le vendite cinesi hanno rappresentato il 50% del mercato globale nel 2019. BYD, un produttore di batterie e veicoli elettrici, è il principale produttore mondiale di autobus elettrici e vende un numero simile di auto elettriche a Tesla. Al contrario, la leadership del Giappone nella tecnologia delle batterie non si è tradotta in un ampio mercato domestico di auto elettriche, che rappresenta solo il 2% del mercato globale nel 2019, sebbene le batterie agli ioni di litio siano offerte in alcuni ibridi non plug-in come la Toyota Prius. La Repubblica di Corea ha un mercato simile delle auto elettriche, ma è leader nelle batterie stazionarie per servizi di rete elettrica su scala industriale.
Il problema della densità energetica
La concorrenza inventiva si è concentrata principalmente sui catodi delle batterie agli ioni di litio, in quanto sono il fattore limitante nel determinare la densità di energia e le riduzioni dei costi. La densità di energia – la quantità di energia che può essere immagazzinata per unità di volume della batteria – è molto importante per i dispositivi portatili, ad esempio per garantire che gli smartphone debbano ancora essere caricati solo una volta al giorno nonostante le crescenti richieste energetiche delle loro applicazioni. Tuttavia, la densità energetica è ancora più importante per i veicoli elettrici, che devono corrispondere alle prestazioni e ai costi dei veicoli con motore a combustione interna.
Le prime auto elettriche di produzione in serie, lanciate poco più di un decennio fa, utilizzavano gli stessi catodi di quelle dominanti nel campo dell’elettronica di consumo: ossido di litio cobalto (LCO) e ossido di litio manganese (LMO). Da allora, l’attenzione si è spostata su altre sostanze chimiche, tra cui NMC, litio ferro fosfato (LFP) e, più recentemente, litio nichel cobalto ossido di alluminio (NCA), a causa di uno spostamento nelle sfide tecniche dalla massimizzazione della densità e della stabilità energetica verso miglioramento dell’energia specifica (energia per unità di massa), durata, potenza erogata, velocità di carica / scarica e riciclabilità.
Fonte (Innovation in batteries and energy storage-2020 IEA)
