Καθώς η ζήτηση για κινητά υπολογιστικά και ηλεκτροκίνητα αυτοκίνητα αυξάνεται, οι περιορισμοί της τρέχουσας τεχνολογίας μπαταριών παρουσιάζουν ένα οδόφραγμα. Επινοηθείσα στη δεκαετία του 1790 από τον Ιταλό φυσικό Alessandro Volta, η ηλεκτρική μπαταρία υπήρξε ο κινητήριος μοχλός πολυάριθμων συσκευών, συσκευών και μηχανών.

Καθώς οι καταναλωτικές συσκευές έχουν γίνει μικρότερες και η αδιάκοπη χρήση τους πριν από την επαναφόρτιση είναι πιο σημαντική, έχει γίνει ολοένα και πιο σημαντική η μπαταρία να γίνει τόσο μικροσκοπική όσο και ενεργειακά αποδοτικότερη. Αυτό, όμως, αποδείχθηκε ένα τεχνολογικό εμπόδιο που, εάν ξεπεραστεί, θα είναι μια σημαντική και κερδοφόρα ανάπτυξη για την αυριανή οικονομία υψηλής τεχνολογίας.

- <->

Τεχνολογία μπαταριών

Όλες οι ηλεκτρικές μπαταρίες βασίζονται στη θεμελιώδη χημική αντίδραση της μείωσης και οξείδωσης (οξειδοαναγωγής) που μπορεί να συμβεί μεταξύ δύο διαφορετικών υλικών. Αυτές οι αντιδράσεις στεγάζονται σε κλειστό και σφραγισμένο δοχείο. Η κάθοδος ή θετικό τερματικό μειώνεται από την άνοδο ή αρνητικό τερματικό, όπου λαμβάνει χώρα οξείδωση. Η κάθοδος και η άνοδο χωρίζονται φυσικά από έναν ηλεκτρολύτη που επιτρέπει στα ηλεκτρόνια να ρέουν εύκολα από το ένα τερματικό στο άλλο. Αυτή η ροή των ηλεκτρονίων προκαλεί ένα ηλεκτρικό δυναμικό, το οποίο επιτρέπει ένα ηλεκτρικό ρεύμα όταν ολοκληρωθεί ένα κύκλωμα.

Οι μπαταρίες μιας χρήσης (γνωστές ως πρωτογενείς συσσωρευτές), όπως τα κύτταρα μεγέθους AA και AAA που παράγονται από εταιρείες όπως Energizer (ENR ENREnergizer Holdings Inc41. -0 .02% που δημιουργήθηκε με την Highstock 4. 2. 6 ), βασίζονται σε μια τεχνολογία που δεν ευνοεί τις σύγχρονες εφαρμογές. Για ένα, δεν είναι επαναφορτιζόμενες. Αυτές οι αποκαλούμενες αλκαλικές μπαταρίες χρησιμοποιούν μια κάθοδο διοξειδίου του μαγγανίου και μια άνοδο ψευδαργύρου, που διαχωρίζονται από έναν αραιό ηλεκτρολύτη διοξειδίου του καλίου. Ο ηλεκτρολύτης οξειδώνει τον ψευδάργυρο στην άνοδο ενώ το διοξείδιο του μαγγανίου στην κάθοδο αντιδρά με τα οξειδωμένα ιόντα ψευδαργύρου για να δημιουργήσει ηλεκτρική ενέργεια. Σταδιακά, τα υποπροϊόντα αντίδρασης συσσωρεύονται στον ηλεκτρολύτη και μειώνεται η ποσότητα του ψευδαργύρου που αφήνεται να οξειδωθεί. Τελικά, η μπαταρία πεθαίνει. Αυτές οι μπαταρίες συνήθως παρέχουν 1. 5 βολτ ηλεκτρικού ρεύματος και μπορούν να τοποθετηθούν με σειριακό τρόπο για να αυξήσουν την ποσότητα. Για παράδειγμα, δύο μπαταρίες ΑΑ σε σειρά παρέχουν τρία βολτ ηλεκτρικής ενέργειας.

Οι επαναφορτιζόμενες μπαταρίες (γνωστές ως δευτερεύουσες μπαταρίες) λειτουργούν με τον ίδιο τρόπο, χρησιμοποιώντας μια αντίδραση οξείδωσης μείωσης μεταξύ δύο υλικών, αλλά επιτρέπουν επίσης στην αντίδραση να ρέει αντίστροφα. Οι πιο συνηθισμένες επαναφορτιζόμενες μπαταρίες στην αγορά σήμερα είναι το ιόν λιθίου (LiOn), παρόλο που διάφορες άλλες τεχνολογίες δοκιμάστηκαν επίσης για την αναζήτηση μιας λειτουργικής επαναφορτιζόμενης μπαταρίας, συμπεριλαμβανομένου του νικελίου-μεταλλικού υδριδίου (NiMH) και του νικελίου-καδμίου (NiCd).

Οι NiCd ήταν οι πρώτες διαθέσιμες στο εμπόριο επαναφορτιζόμενες μπαταρίες για χρήση στη μαζική αγορά, αλλά υπέφεραν από το να είναι σε θέση να περιορίσουν μόνο έναν αριθμό επαναφορτίσεων. Το NiMH αντικατέστησε τις μπαταρίες NiCd και μπόρεσε να φορτιστεί πιο συχνά. Δυστυχώς, είχαν πολύ μικρή διάρκεια ζωής, οπότε αν δεν είχαν χρησιμοποιηθεί σύντομα μετά την παραγωγή τους, θα μπορούσαν να είναι αναποτελεσματικοί. Οι μπαταρίες LiOn λύνουν αυτά τα προβλήματα εισερχόμενοι σε ένα μικρό δοχείο, με μεγάλη διάρκεια ζωής και επιτρέποντας πολλές χρεώσεις. Αλλά, οι μπαταρίες LiOn δεν είναι οι συνηθέστερα χρησιμοποιούμενες στις καταναλωτικές ηλεκτρονικές συσκευές, όπως οι κινητές συσκευές και οι φορητοί υπολογιστές. Αυτές οι μπαταρίες είναι πολύ ακριβότερες από τις αλκαλικές μπαταρίες μίας χρήσης και δεν έρχονται συνήθως στα παραδοσιακά μεγέθη AA, AAA, C, D κλπ. (Δείτε επίσης: Μπαταρίες ιόντων λιθίου .)

ο τελευταίος τύπος επαναφορτιζόμενων μπαταριών που οι περισσότεροι άνθρωποι γνωρίζουν είναι οι υγρές μπαταρίες μολύβδου-οξέος, οι οποίες συνήθως χρησιμοποιούνται ως μπαταρίες αυτοκινήτων. Αυτές οι μπαταρίες μπορούν να παρέχουν πολλή ισχύ (όπως όταν δρομολογείται ένα κρύο), αλλά περιέχουν επικίνδυνα υλικά, όπως μόλυβδο και θειικό οξύ, τα οποία χρησιμοποιούνται ως ηλεκτρολύτες. Αυτά τα είδη μπαταριών πρέπει να απορρίπτονται με προσοχή ώστε να μην ρυπαίνουν το περιβάλλον ή να προκαλούν σωματική βλάβη σε όσους τα χειρίζονται.

Ο στόχος της τρέχουσας τεχνολογίας μπαταριών είναι να δημιουργηθεί μια μπαταρία που να ταιριάζει ή να βελτιώνει την απόδοση των μπαταριών LiOn, αλλά χωρίς το βαρύ κόστος που συνδέεται με την παραγωγή τους. Μέσα στην οικογένεια ιόντων λιθίου, οι προσπάθειες έχουν επικεντρωθεί στην προσθήκη πρόσθετων συστατικών για την αύξηση της αποτελεσματικότητας της μπαταρίας μειώνοντας ταυτόχρονα την τιμή. Για παράδειγμα, οι ρυθμίσεις l λιθίου-κοβαλτίου (LiCoO2) βρίσκονται τώρα σε πολλά κινητά τηλέφωνα, φορητούς υπολογιστές, ψηφιακές φωτογραφικές μηχανές και φορητά προϊόντα. L Κύτταρα λιθίου-μαγγανίου (LiMn2O4) χρησιμοποιούνται συχνότερα για ηλεκτρικά εργαλεία, ιατρικά εργαλεία και ηλεκτρικούς κινητήρες, όπως αυτά που υπάρχουν στα ηλεκτρικά οχήματα. (Για περισσότερες πληροφορίες: Γιατί τα αυτοκίνητα Tesla είναι τόσο ακριβά; )

Σήμερα υπάρχουν ομάδες που διεξάγουν έρευνα και ανάπτυξη για την αύξηση της απόδοσης των μπαταριών λιθίου. Οι μπαταρίες λιθίου-αέρα (Li-Air) είναι μια συναρπαστική νέα εξέλιξη που θα μπορούσε να επιτρέψει πολύ μεγαλύτερη χωρητικότητα αποθήκευσης ενέργειας - έως και 10 φορές μεγαλύτερη χωρητικότητα από μια συνηθισμένη μπαταρία LiOn. Αυτές οι μπαταρίες θα κυριολεκτικά "αναπνέουν" τον αέρα χρησιμοποιώντας ελεύθερο οξυγόνο για την οξείδωση της ανόδου. Ενώ αυτή η τεχνολογία φαίνεται πολλά υποσχόμενη, υπάρχουν ορισμένα τεχνολογικά προβλήματα, όπως η γρήγορη συσσώρευση υποπροϊόντων που μειώνουν την απόδοση και το πρόβλημα του "αιφνίδιου θανάτου", όπου η μπαταρία παύει να λειτουργεί χωρίς προειδοποίηση.

Οι μπαταρίες λιθίου-μετάλλου είναι επίσης μια εντυπωσιακή εξέλιξη, υποσχόμενη σχεδόν τετραπλάσια ενεργειακή απόδοση από την τρέχουσα τεχνολογία μπαταριών αυτοκινήτου. Αυτός ο τύπος μπαταρίας είναι επίσης πολύ λιγότερο δαπανηρός για την παραγωγή, γεγονός που θα μειώσει το κόστος των προϊόντων που τα χρησιμοποιούν. Τα θέματα ασφάλειας, ωστόσο, αποτελούν μείζονα ανησυχία, καθώς αυτές οι μπαταρίες μπορούν να υπερθερμανθούν, να προκαλέσουν πυρκαγιά ή να εκραγούν εάν έχουν υποστεί ζημιά.Άλλες νέες τεχνολογίες που επεξεργάζονται περιλαμβάνουν το θειώδες λίθιο και το πυρίτιο-άνθρακα, αλλά αυτά τα κύτταρα βρίσκονται ακόμη στις αρχικές φάσεις της έρευνας και δεν είναι ακόμα εμπορικά βιώσιμα.

Επένδυση σε τεχνολογία μπαταριών

Αν και όταν η τεχνολογία μπαταριών απογειωθεί σε αυτές τις συναρπαστικές νέες κατευθύνσεις, θα μειώσει το κόστος παραγωγής για τα ηλεκτρονικά είδη ευρείας κατανάλωσης και για τα ηλεκτρικά οχήματα, όπως εκείνα που παράγονται από Tesla Motors (TSLA TSLATesla Inc306. 05 + 1. 08% Δημιουργήθηκε με Highstock 4. 2. 6 ). Η Tesla ανακοίνωσε πρόσφατα την κατασκευή ενός «gigafactory» όχι μόνο για την παραγωγή περισσότερων οχημάτων, αλλά και για την παραγωγή των δικών της μπαταριών LiOn στο σπίτι, σε συνδυασμό με την ιαπωνική εταιρεία ηλεκτρονικών ειδών Panasonic (ADR: PCRFY). Λαμβάνοντας το πρόβλημα παραγωγής μπαταριών στα χέρια τους, η Tesla μπορεί να βρήκε έναν εξαιρετικό τρόπο να αποκτήσει επενδυτική έκθεση τόσο σε ηλεκτρικά αυτοκίνητα όσο και σε τεχνολογίες μπαταριών. (

Σύμφωνα με μια έκθεση του συμβούλου ενέργειας, Navigman Research, LG Chem της Νότιας Κορέας, Johnson Controls (JCI JCIJohnson Controls International PLC40.99-0. 24% Δημιουργήθηκε με την Highstock 4. 2. 6 ) και η ιδιωτική AESC είναι ηγέτες στον χώρο της τεχνολογίας των μπαταριών. Μετά από αυτές τις εταιρείες είναι Panasonic, Hitachi (ADR: HTHIY), Toshiba (ADR: TOSBF), Samsung (ENS ENSEnerSys Inc68 .00-1. 06% Δημιουργήθηκε με Highstock 4. 2. 6 ). Από αυτές τις εταιρείες, μόνο η EnerSys είναι ένα καθαρό παιχνίδι στις μπαταρίες. Είναι σήμερα ο μεγαλύτερος κατασκευαστής βιομηχανικών μπαταριών παγκοσμίως. Όλες οι άλλες εταιρείες, ενώ καινοτομούν στο χώρο, συμμετέχουν επίσης σε άλλες επιχειρήσεις. Μικρότερες εταιρείες καθαρού παιχνιδιού που δεν βρίσκονται αυτή τη στιγμή στο προσκήνιο του κλάδου ενδέχεται να εμφανιστούν. Για όσους επενδυτές αναζητούν καθαρό παιχνίδι, υπάρχουν μερικές επιλογές:

Arotech Corp

• (ARTX ARTXArotech Corp. 90 + 1.30% ) αναπτύσσει και διανέμει μπαταρίες λιθίου και ψευδαργύρου και μετράει τον αμερικανικό στρατό ανάμεσα στους πελάτες του. Η PolyPore Inc. (PPO) παράγει εξαιρετικά εξειδικευμένες μπαταρίες πολυμερών λιθίου κυρίως για βιομηχανικές και ιατρικές χρήσεις.
• Ener1 (OTCMKTS: HEVVQ) είναι μια εναλλακτική εταιρεία ενέργειας που έχει μια πλειοψηφία κοινοπραξία με την Delphi Automotive (DLPH
• DLPHDelphi Automotive PLC97. 2. 6 ) για τη δημιουργία λύσεων μπαταριών για ηλεκτρικά οχήματα. Η εταιρεία Hayden Graphene Industries PLC (LON: HAYD) είναι μια εταιρεία του Ηνωμένου Βασιλείου που αξιοποιεί τη νανοτεχνολογία και το υλικό graphene για να παράγει, μεταξύ άλλων, μπαταρίες με βάση το γραφένιο. Τα εφαρμοσμένα υλικά Graphene
• (OTCMKTS: APGMF) διεξάγουν επίσης έρευνα για τέτοιες εφαρμογές. Για όσους επιδιώκουν έμμεση έκθεση, οι τρεις μεγαλύτεροι παραγωγοί λιθίου είναι η χιλιανή εταιρία Sociedad Quimica y Minera (SQM

SQMSoquimich59.83 + 1. 51% Δημιουργήθηκε με Highstock 4. 2. 6 ), FMC Corp. (FMC FMCFMC Corp93.51 + 2.80% Δημιουργήθηκε με Highstock 4. 2. 6 ) και Rockwood (ROC). Υπάρχει επίσης ένα ETF απόθεμα λιθίου που εμπορεύεται με το σύμβολο ticker LIT LITGlb X Lth & Battr40. 01 + 1. 21% Δημιουργήθηκε με το Highstock 4. 2. 6 . ( Για περισσότερες πληροφορίες, δείτε: Επένδυση στο επόμενο Megatrend: Λιθίου . Η κατώτατη γραμμή Οι μπαταρίες για ηλεκτρική ενέργεια ήταν πάντα σημαντικές στη σύγχρονη εποχή. Ωστόσο, με την εμφάνιση κινητών υπολογιστών και ηλεκτρικών αυτοκινήτων, η σημασία τους θα συνεχίσει να αυξάνεται μόνο. Αυτή τη στιγμή, για παράδειγμα, τα πακέτα ισχύος μπαταρίας αντιπροσωπεύουν περισσότερο από το ήμισυ του κόστους ενός αυτοκινήτου Tesla.

Λόγω της αυξανόμενης σπουδαιότητάς τους, η έρευνα για νέες και καλύτερες επαναφορτιζόμενες μπαταρίες κερδίζει δυναμική.

Ποιος είναι ο καλύτερος τρόπος για να αποκτήσετε έκθεση σε ηλεκτρικά αυτοκίνητα όταν επενδύετε στον τομέα της αυτοκινητοβιομηχανίας; Οι μπαταρίες λιθίου-αέρος και λιθίου-μετάλλου μπορεί να αποδειχθούν η εξέλιξη που έχει σημασία. Αν οι τεχνολογίες αυτές καταλήξουν να πληρώσουν, οι επενδύσεις σε μεγάλες εταιρείες που ασχολούνται με την παραγωγή μπαταριών, στους κατασκευαστές ιόντων λιθίου καθαρού παιχνιδιού ή η έμμεση έκθεση μέσω παραγωγών λιθίου μπορεί να συμβάλει στην ενίσχυση των μελλοντικών επιδόσεων του χαρτοφυλακίου.