Memandangkan permintaan bagi pengkomputeran mudah alih dan semua kereta elektrik meningkat, batasan teknologi bateri semasa membentangkan sekatan jalan raya. Diciptakan pada tahun 1790 oleh ahli fizik Itali, Alessandro Volta, bateri elektrik telah banyak alat, alat, dan mesin.

Oleh kerana peranti pengguna telah menjadi lebih kecil dan penggunaannya tidak terganggu sebelum mengecas lebih penting, ia juga menjadi semakin penting untuk bateri menjadi kedua-dua miniatur dan lebih cekap tenaga. Walau bagaimanapun, ini telah menjadi rintangan teknologi yang, jika dilepasi, akan menjadi satu perkembangan yang penting dan menguntungkan bagi ekonomi berteknologi tinggi esok.

Teknologi Bateri

Semua bateri elektrik bergantung kepada tindak balas kimia asas pengurangan dan pengoksidaan (redoks) yang boleh berlaku di antara dua bahan yang berbeza. Reaksi ini ditempatkan dalam bekas tertutup dan tertutup. Katod atau terminal positif dikurangkan oleh anod, atau terminal negatif, di mana pengoksidaan berlaku. Katoda dan anoda dipisahkan secara fizikal oleh elektrolit yang membolehkan elektron mudah mengalir dari satu terminal ke yang lain. Aliran elektron ini menyebabkan potensi elektrik, yang membolehkan arus elektrik apabila litar selesai.

Bateri pakai buang (dikenali sebagai bateri utama), seperti sel-sel AAA dan AAA yang dihasilkan oleh syarikat seperti Energizer (ENR ENREnergizer Holdings Inc41. -0. 02% Dibuat dengan Highstock 4. 2. 6 ), bergantung kepada teknologi yang tidak sesuai untuk aplikasi moden. Untuk satu, mereka tidak boleh dicas semula. Bateri alkali ini menggunakan katod mangan dioksida dan anod zink, dipisahkan oleh elektrolit potassium dioxide cair. Elektrolit mengoksidakan zink dalam anoda manakala mangan dioksida di katod bereaksi dengan ion zink teroksida untuk menghasilkan elektrik. Secara beransur-ansur, produk sampingan tindak balas membina dalam elektrolit dan jumlah zink yang tersisa untuk dikoksidasi berkurangan. Akhirnya, bateri mati. Bateri ini biasanya menyediakan 1. 5 volt elektrik dan boleh diatur dalam fesyen bersiri untuk meningkatkan jumlah itu. Sebagai contoh, dua bateri AA dalam siri menyediakan tiga volt elektrik.

Bateri boleh dicas semula (dikenali sebagai bateri menengah) berfungsi dengan cara yang sama, menggunakan pengurangan pengoksidaan tindak balas antara dua bahan, tetapi mereka juga membenarkan tindak balas mengalir secara terbalik. Bateri boleh dicas semula yang paling banyak digunakan di pasaran hari ini adalah lithium-ion (LiOn), walaupun pelbagai teknologi lain juga dicuba dalam mencari bateri boleh dicas semula yang boleh digunakan, termasuk hidrida nikel-logam (NiMH) dan nikel-kadmium (NiCd).

NiCd adalah bateri yang boleh dicasatkan secara komersial yang pertama untuk kegunaan pasaran massa, tetapi menderita kerana mampu hanya sejumlah pengisian yang terhad. NiMH menggantikan bateri NiCd dan dapat dicas lebih kerap. Malangnya, mereka mempunyai jangka hayat yang sangat pendek, jadi jika mereka tidak digunakan tidak lama selepas dihasilkan, mereka mungkin tidak berkesan. Bateri LiOn menyelesaikan masalah ini dengan masuk ke dalam bekas kecil, mempunyai jangka hayat yang panjang, dan membolehkan banyak tuduhan. Tetapi, bateri LiOn bukanlah yang paling biasa digunakan dalam elektronik pengguna seperti peranti mudah alih dan komputer riba. Bateri ini jauh lebih mahal daripada bateri alkali pakai dan biasanya tidak masuk dalam saiz tradisional AA, AAA, C, D dan sebagainya. (Lihat juga: Stok Bateri Lithium Ion .)

The jenis bateri boleh dicas semula yang terakhir yang kebanyakan orang kenal adalah bateri asid plumbum cecair, yang paling biasa digunakan sebagai bateri kereta. Bateri ini boleh memberi banyak kuasa (seperti ketika memulakan kereta sejuk), tetapi mengandungi bahan-bahan berbahaya, termasuk asid plumbum dan plumbum, yang digunakan sebagai elektrolit. Bateri jenis ini mesti diletakkan dengan berhati-hati agar tidak mencemarkan alam sekitar atau menyebabkan kerosakan fizikal kepada mereka yang mengendalikannya.

Matlamat teknologi bateri semasa adalah untuk mencipta bateri yang boleh sepadan atau bertambah baik dengan prestasi bateri LiOn, tetapi tanpa kos berat yang berkaitan dengan pengeluaran mereka. Di dalam keluarga litium, usaha telah difokuskan untuk menambahkan bahan tambahan untuk meningkatkan keberkesanan bateri sambil menurunkan harga harga. Sebagai contoh, pengaturan l ithium-kobalt (LiCoO2) kini terdapat dalam banyak telefon bimbit, komputer riba, kamera digital dan produk yang boleh pakai. Sel-sel L ithium-mangan (LiMn2O4) yang paling biasa digunakan untuk peralatan kuasa, instrumen perubatan, dan powertrains elektrik, seperti yang terdapat dalam kenderaan elektrik. (Untuk lebih, lihat: Kenapa Kereta Tesla begitu Mahal? )

Pada masa ini, terdapat pasukan yang menjalankan penyelidikan dan pembangunan untuk menambah prestasi bateri berasaskan litium. Bateri litium-udara (Li-Air) merupakan perkembangan baru yang menarik yang membolehkan kapasiti storan tenaga yang lebih tinggi - sehingga 10 kali lebih banyak kapasiti daripada bateri LiOn yang tipikal. Bateri ini secara harfiah "bernafas" dengan menggunakan oksigen bebas untuk mengoksidasi anod. Walaupun teknologi ini nampaknya menjanjikan, terdapat beberapa masalah teknologi, termasuk pembentukan produk-produk sampingan prestasi yang semakin cepat dan masalah "kematian mendadak" di mana bateri berhenti berfungsi tanpa amaran.

Bateri lithium-logam juga merupakan perkembangan yang mengagumkan, menjanjikan hampir empat kali kecekapan tenaga daripada teknologi bateri kereta elektrik semasa. Bateri jenis ini juga jauh lebih murah untuk menghasilkan, yang akan mengurangkan kos produk yang menggunakannya. Walau bagaimanapun, isu keselamatan adalah kebimbangan utama kerana bateri boleh menjadi terlalu panas, menyebabkan kebakaran, atau meletup jika rosak.Teknologi-teknologi baru yang sedang dikerjakan termasuk litium-sulfur dan silikon-karbon, tetapi sel-sel ini masih dalam peringkat awal penyelidikan dan belum lagi bersifat komersial.

Melabur dalam Teknologi Bateri

Jika dan apabila teknologi bateri dimatikan dalam arah baru yang menarik ini, ia akan mengurangkan kos pengeluaran untuk elektronik pengguna dan untuk kenderaan elektrik seperti yang dihasilkan oleh Tesla Motors (TSLA TSLATesla Inc306 05 + 1 08% Dibuat dengan Highstock 4. 2. 6 ). Tesla baru-baru ini mengumumkan pembinaan 'gigafactory' untuk bukan sahaja menghasilkan lebih banyak kenderaan tetapi juga menghasilkan bateri LiOn sendiri di rumah, bersempena dengan gergasi elektronik Jepun Panasonic (ADR: PCRFY). Dengan mengambil masalah pengeluaran bateri ke dalam tangan mereka sendiri, Tesla mungkin telah menemui cara yang baik untuk mendapatkan pendedahan pelaburan kepada kedua-dua kereta elektrik dan teknologi bateri. Menurut laporan oleh perunding tenaga Navigant Research, LG Chem of South Korea, Johnson Controls

(JCI JCIJohnson Controls International PLC40 99-0 24% Dibuat dengan Highstock 4. 2. 6 ), dan AESC milik persendirian adalah pemimpin dalam ruang teknologi bateri. Berikutan syarikat-syarikat ini adalah Panasonic, Hitachi (ADR: HTHIY), Toshiba (ADR: TOSBF), Samsung (ADR: SSNLF) dan EnerSys (ENS ENSEnerSys Inc68. 00-1 06% Dibuat dengan Highstock 4. 2. 6 ). Daripada syarikat-syarikat ini, hanya EnerSys adalah permainan tulen pada bateri. Ia kini merupakan pembuat bateri perindustrian terbesar di seluruh dunia. Semua syarikat lain, semasa berinovasi dalam ruang, juga terlibat dalam perniagaan lain. Lebih kecil, syarikat-syarikat bermain tulen yang tidak ada di barisan hadapan sektor ini mungkin muncul. Bagi para pelabur yang mencari permainan yang tulen, terdapat beberapa pilihan: Arotech Corp

(ARTX

• ARTXArotech Corp3 90 + 1. 30% Dibuat dengan Highstock 4. 2. 6 ) membangun dan mengedarkan bateri lithium dan zink dan menghitung tentera AS di kalangan pelanggannya. PolyPore Inc. (PPO) menghasilkan bateri polimer litium yang sangat khusus terutamanya untuk kegunaan perindustrian dan perubatan.
• Ener1 (OTCMKTS: HEVVQ) adalah sebuah syarikat tenaga alternatif yang mempunyai usaha sama majoriti dengan Delphi Automotive (DLPH
• DLPHDelphi Automotive PLC97. . 2. 6 ) untuk membuat penyelesaian bateri untuk kenderaan elektrik. Haydale Graphene Industries PLC (LON: HAYD) adalah syarikat UK yang memanfaatkan nanoteknologi dan graphene bahan untuk menghasilkan, antara lain, bateri berasaskan graphene. Bahan Grafena Terapan
• (OTCMKTS: APGMF) juga menjalankan penyelidikan untuk aplikasi tersebut. Bagi mereka yang mencari pendedahan tidak langsung, ketiga-tiga pengeluar bijih litium terbesar adalah syarikat Chile Sociedad Quimica y Minera (SQM

SQMSoquimich59. 83 + 1. 51% Dibuat dengan Highstock 4. 2. 6 ), FMC Corp (FMC FMCFMC Corp93.80% Dibuat dengan Highstock 4. 2. 6 ), dan Rockwood (ROC). Terdapat juga ETF litium saham yang berdagang di bawah simbol ticker LIT LITGlb X Lth & Battr40. 01 + 1. 21% Dibuat dengan Highstock 4. 2. 6 . ( Untuk lebih lanjut, lihat: Melabur dalam Megatrend Seterusnya: Lithium .) Garis Bawah Bateri untuk kuasa elektrik selalu penting dalam era moden. Walau bagaimanapun, dengan adanya pengkomputeran mudah alih dan kereta elektrik, kepentingan mereka hanya akan terus berkembang. Buat masa ini, sebagai contoh, pek bateri bateri menyumbang lebih daripada separuh daripada kos kereta Tesla. (Lihat juga: Apakah cara terbaik untuk mendapatkan pendedahan kepada kereta elektrik ketika melabur di sektor automotif?

)

Oleh sebab kepentingan mereka semakin meningkat, penyelidikan ke bateri yang boleh dicas semula yang lebih baru dan yang lebih baik akan mendapat momentum. Bateri lithium-udara dan lithium-logam mungkin terbukti menjadi kemajuan yang penting. Sekiranya teknologi ini akhirnya membayar, melabur dalam syarikat-syarikat besar yang terlibat dalam pengeluaran bateri, dalam pengeluar lithium-ion murni, atau pendedahan tidak langsung melalui pengeluar logam lithium boleh membantu meningkatkan prestasi masa depan portfolio.