La società di ricerche di mercato IDTechEx nella sua ultima indagine segnala importanti novità nel progresso delle batterie al grafene. L’autore del rapporto è Richard Collins.
L’utilizzo del grafene per migliorare le prestazioni dei dispositivi di accumulo dell’energia è stato uno degli obiettivi principali fin dall’isolamento del materiale 2D. Non appena sono stati fondati i primi produttori commerciali di grafene, c’è stato un flusso costante di annunci relativi alle batterie, ma forse nessuno è così significativo come la notizia dell’ingresso di Evonik nel 2023 con il suo investimento in SuperC.
Il grafene è stato proposto e utilizzato per numerosi ruoli nelle applicazioni di accumulo di energia, dalle batterie al piombo ai supercondensatori, ma il vero obiettivo sono le batterie agli ioni di litio. Questo mercato è in piena espansione; IDTechEx prevede che il mercato delle batterie agli ioni di litio supererà i 430 miliardi di dollari entro il 2033, quindi anche una piccola fetta di questa torta è significativa. Il mercato ha diverse applicazioni, dagli utensili elettrici alle installazioni residenziali, ma ovviamente la parte del leone la farà il settore automobilistico.
Anche in questo caso, il ruolo del grafene all’interno delle batterie è stato diverso: le aziende hanno proposto di utilizzarlo come rivestimento di un collettore di corrente o come rete conduttiva abilitante per soluzioni alternative come il litio-solfuro. Tuttavia, l’area predominante è il ruolo che può svolgere per abilitare gli anodi di silicio o migliorare le prestazioni degli elettrodi agli ioni di litio della generazione attuale.
Le analisi di IDTechEx
IDTechEx si occupa da oltre dieci anni del settore del grafene e dell’accumulo di energia. I loro principali rapporti indipendenti sull’argomento includono profili di operatori basati su interviste, previsioni di mercato e studi di benchmarking. Per ulteriori informazioni, consultare “Valutazione del mercato del grafene e dei materiali 2D 2023-2033“.
Nel febbraio 2023, Evonik ha annunciato di aver investito nel produttore cinese di grafene SuperC. L’investimento proviene dal Sustainability Tech Fund, lanciato nel 2022, con un volume di investimenti complessivo di 150 milioni di euro. Nel comunicato stampa si legge che la tecnologia di SuperC può “migliorare l’autonomia, la robustezza, la velocità di ricarica e la durata delle batterie agli ioni di litio“. Si legge poi che “l’aggiunta di grafene aumenta la conduttività elettrica e termica delle batterie per una ricarica più rapida e migliori prestazioni complessive. Le batterie diventano anche più insensibili alla temperatura”.
SuperC è un’azienda che opera da tempo nel settore del grafene e, in un momento in cui alcuni dei primi produttori hanno chiuso i battenti, rappresenta una gradita spinta per il settore. L’azienda è stata fondata nel 2011 (nota anche come Hefei Haizhou New Material Co) a Dongguan, in Cina, e si è sempre concentrata sull’accumulo di energia.
L’azienda produce grafene a pochi strati (FLG) e, secondo quanto riferito in precedenza, ha stabilito una capacità di 10.000 tpa per le paste elettrodiche per batterie al grafene. Il comunicato stampa prosegue affermando che l’azienda aprirà un nuovo stabilimento di produzione a Hefei.
Anche la posizione è significativa sia in termini di catena di approvvigionamento del grafene che di clienti. Gli istituti di ricerca e le aziende commerciali cinesi sono stati molto importanti nel campo del grafene, con una quota notevole della capacità globale e un numero dominante di brevetti depositati. Un mercato chiave per il grafene è il suo utilizzo come diffusore di calore negli smartphone, guidato da produttori cinesi che forniscono localmente l’industria dell’elettronica di consumo.
Allo stesso modo, la Cina, e in particolare Hefei, è una delle sedi principali per la produzione di batterie, fornendo un vantaggio strategico fondamentale per SuperC. Evonik, da parte sua, è sempre più attiva nel settore delle batterie, con diversi lanci sul mercato; questo investimento non fa che rafforzare questa direzione.
Una gigafabbrica per le batterie al grafene
Questa non è l’unica notizia sulle batterie al grafene. Nel 2022 VoltaXplore (una joint venture paritetica tra NanoXplore e Martinrea) ha commissionato un impianto dimostrativo e, più recentemente, Nanotech Energy ha annunciato nel 2023 il progetto di una gigafabbrica da 1 miliardo di sterline nel Regno Unito. Entrambi sono certamente degni di nota, ma la combinazione di una grande azienda chimica con un produttore leader di grafene, in una posizione geografica chiave e con capacità e relazioni dimostrate nel campo delle batterie agli ioni di litio potrebbe avere un grande impatto.
Il commento di IDTechEx
IDTechEx fa notare che, nonostante tutto il clamore, il grafene è solo una soluzione. È ancora in una fase relativamente iniziale per quanto riguarda l’adozione, a differenza del suo fratello maggiore MWCNT che sta vedendo espansioni commerciali significative, come l’ultimo annuncio che CATL utilizzerà il prodotto disperso di CNT di Toyocolor e le espansioni di LG Chem (vedi rapporto).
Esiste un notevole know-how sia nella dispersione che nell’ottimizzazione del carico e delle corrispondenti proprietà in combinazione con altri additivi conduttivi. Il prezzo del grafene sarà ovviamente un fattore importante, ma a differenza di altri mercati a cui il grafene si rivolge (ad esempio, la plastica riciclata), il valore aggiunto e i margini corrispondenti nel settore dell’accumulo di energia sono più interessanti. Per quanto riguarda la prossima generazione di batterie, ci sono molte soluzioni praticabili eccezionalmente ben finanziate sia per gli anodi di silicio sia, più avanti, per le batterie allo stato solido. La concorrenza è agguerrita, vista l’entità del premio in palio per il vincitore.
Per ulteriori informazioni, consultare il principale rapporto di mercato indipendente sull’argomento: “Valutazione del mercato del grafene e dei materiali 2D 2023-2033“.
2033 fatturato del materiale grafene per applicazione finale. Fonte: IDTechEx – “Mercato del grafene e valutazione dei materiali 2D 2023-2033”.
