Naarmate de vraag naar mobiel computergebruik en volledig elektrische auto's toeneemt, vormen de beperkingen van de huidige batterijtechnologie een wegversperring. De elektrische batterij, uitgevonden in de jaren 1790 door de Italiaanse natuurkundige Alessandro Volta, is het werkpaard geweest van talloze gadgets, apparaten en machines.

Aangezien consumentenapparaten kleiner zijn geworden en hun ononderbroken gebruik voordat ze opnieuw worden opgeladen, is het ook steeds belangrijker geworden dat batterijen zowel geminiaturiseerd als energiezuiniger worden. Dit is echter een technologische hindernis gebleken die, als deze wordt overtroffen, een belangrijke en winstgevende ontwikkeling zal zijn voor de hightech-economie van morgen.

Batterijtechnologie

Alle elektrische batterijen zijn afhankelijk van de fundamentele chemische reactie van reductie en oxidatie (redox) die kan optreden tussen twee verschillende materialen. Deze reacties zijn ondergebracht in een gesloten en afgesloten verpakking. De kathode of positieve terminal wordt gereduceerd door de anode of negatieve terminal, waar oxidatie optreedt. De kathode en anode worden fysiek gescheiden door een elektrolyt die ervoor zorgt dat elektronen gemakkelijk van de ene terminal naar de andere kunnen stromen. Deze stroom van elektronen veroorzaakt een elektrische potentiaal, die een elektrische stroom mogelijk maakt wanneer een circuit voltooid is.

Wegwerp-consumentenbatterijen (ook bekend als primaire batterijen), zoals cellen van AA- en AAA-formaat geproduceerd door bedrijven als Energizer (ENR ENREnergizer Holdings Inc41. -0. 02% Gemaakt met Highstock 4. 2. 6 ), vertrouw op een technologie die niet bevorderlijk is voor moderne toepassingen. Ten eerste zijn ze niet oplaadbaar. Deze zogenaamde alkalinebatterijen maken gebruik van een mangaandioxide-kathode en een zinkanode, gescheiden door een verdunde kaliumdioxidelektrolyt. De elektrolyt oxideert het zink in de anode terwijl het mangaandioxide in de kathode reageert met de geoxideerde zinkionen om elektriciteit te creëren. Geleidelijk nemen de bijproducten van de reactie zich op in de elektrolyt en de hoeveelheid zink die nog moet worden geoxideerd, is verminderd. Uiteindelijk sterft de batterij. Deze batterijen leveren meestal 1. 5 volt elektriciteit en kunnen op een seriële manier worden geregeld om dat bedrag te verhogen. Twee AA-batterijen in serie leveren bijvoorbeeld drie volt elektriciteit.

Oplaadbare batterijen (ook bekend als secundaire batterijen) werken op vrijwel dezelfde manier, met gebruik van een reductieoxidatiereactie tussen twee materialen, maar ze laten ook toe dat de reactie in omgekeerde richting vloeit. De meest gebruikte oplaadbare batterijen die tegenwoordig op de markt zijn, zijn lithium-ion (LiOn), hoewel verschillende andere technologieën ook zijn geprobeerd bij het zoeken naar een werkbare oplaadbare batterij, waaronder nikkelmetaalhydride (NiMH) en nikkel-cadmium (NiCd).

NiCd waren de eerste in de handel verkrijgbare oplaadbare batterijen voor gebruik op de massamarkt, maar leed slechts aan een beperkt aantal herlaadbeurten. NiMH heeft NiCd-batterijen vervangen en kon vaker worden opgeladen. Helaas hadden ze een zeer korte houdbaarheid, dus als ze niet snel werden gebruikt nadat ze waren gemaakt, konden ze niet effectief zijn. LiOn-accu's hebben deze problemen opgelost door ze in een kleine container te plaatsen, met een lange houdbaarheid en vele ladingen. Maar LiOn-batterijen worden niet het meest gebruikt in consumentenelektronica, zoals mobiele apparaten en laptops. Deze batterijen zijn een stuk duurder dan wegwerpbare alkalinebatterijen en zijn meestal niet verkrijgbaar in de traditionele formaten AA, AAA, C, D enz. (Zie ook: Lithium-ion-accu's .)

Het laatste type oplaadbare batterijen dat de meeste mensen kennen is vloeibare lood-zuur batterijen, meestal gebruikt als auto-batterijen. Deze batterijen kunnen veel stroom leveren (zoals bij het koud starten van een auto), maar bevatten gevaarlijke stoffen, waaronder lood en zwavelzuur, dat wordt gebruikt als elektrolyt. Dit soort batterijen moet voorzichtig worden verwijderd om het milieu niet te vervuilen of fysieke schade toe te brengen aan degenen die ermee omgaan.

Het doel van de huidige batterijtechnologie is om een ​​batterij te maken die de prestaties van LiOn-batterijen kan evenaren of verbeteren, maar zonder de hoge kosten die aan hun productie zijn verbonden. Binnen de lithium-ionfamilie zijn de inspanningen geconcentreerd op het toevoegen van extra ingrediënten om de effectiviteit van de batterij te verhogen terwijl het prijskaartje wordt verlaagd. Zo zijn bijvoorbeeld l ithium-cobalt (LiCoO2) -arrangementen nu te vinden in veel mobiele telefoons, laptops, digitale camera's en draagbare producten. L ithium-mangaan (LiMn2O4) cellen worden meestal gebruikt voor elektrisch gereedschap, medische instrumenten en elektrische aandrijflijnen, zoals die worden aangetroffen in elektrische voertuigen. (Zie voor meer: ​​ Waarom zijn Tesla Cars zo duur? ) Momenteel zijn er teams die onderzoek en ontwikkeling uitvoeren om de prestaties van op lithium gebaseerde batterijen te verbeteren.

Lithium-lucht (Li-Air) -batterijen zijn een opwindende nieuwe ontwikkeling die een veel grotere opslagcapaciteit voor energie mogelijk zou kunnen maken - tot 10 keer meer capaciteit dan een typische LiOn-batterij. Deze batterijen zouden letterlijk lucht "ademen" door gebruik te maken van vrije zuurstof om de anode te oxideren. Hoewel deze technologie veelbelovend lijkt, zijn er een aantal technologische problemen, waaronder een snelle opbouw van prestatie-afnemende bijproducten en het probleem van "sudden death" waarbij de batterij zonder waarschuwing ophoudt te werken. Lithium-metaalbatterijen zijn ook een indrukwekkende ontwikkeling en beloven bijna vier keer meer energie-efficiëntie dan de huidige batterijtechnologie van elektrische auto's. Dit type batterij is ook veel minder duur om te produceren, wat de kosten van producten die ze gebruiken zal verlagen. Veiligheidsproblemen zijn echter een groot probleem, omdat deze batterijen oververhit kunnen raken, brand kunnen veroorzaken of ontploffen als ze beschadigd zijn.Andere nieuwe technologieën waaraan gewerkt wordt, zijn lithium-zwavel en silicium-koolstof, maar deze cellen bevinden zich nog in de vroege onderzoeksfasen en zijn nog niet commercieel levensvatbaar.

Investeren in accutechnologie

Als accutechnologie in deze opwindende nieuwe richtingen van start gaat, verlaagt dit de productiekosten voor consumentenelektronica en voor elektrische voertuigen zoals die worden geproduceerd door

Tesla Motors (TSLA TSLATesla Inc306. 05 + 1. 08% Gemaakt met Highstock 4. 2. 6 ). Tesla heeft onlangs de bouw van een 'gigafactory' aangekondigd om niet alleen meer voertuigen te produceren, maar ook eigen LiOn-batterijen in eigen huis te produceren, in combinatie met de Japanse elektronicagigant Panasonic (ADR: PCRFY). Door het probleem van de batterijproductie in eigen handen te nemen, heeft Tesla mogelijk een geweldige manier gevonden om een ​​beleggingsexpositie te krijgen voor zowel elektrische auto's als batterijtechnologie. (Zie ook: Hybrid Battery Plays .) Volgens een rapport van energieadviseur Navigant Research, LG Chem uit Zuid-Korea,

Johnson Controls (JCI JCIJohnson Controls International PLC40, 99-0, 24% Created with Highstock 4. 2. 6 ), en privé-AESC zijn leiders in de batterijtechnologie. De volgende bedrijven zijn Panasonic, Hitachi (ADR: HTHIY), Toshiba (ADR: TOSBF), Samsung (ADR: SSNLF) en EnerSys (ENS ENSEnerSys Inc68. 00-1. 06% Created with Highstock 4. 2. 6 ). Van deze bedrijven is alleen EnerSys een puur spel voor batterijen. Het is momenteel de grootste producent van industriële batterijen ter wereld. Alle andere bedrijven, terwijl ze innoveren in de ruimte, zijn ook betrokken bij andere bedrijven. Kleinere, puur play-bedrijven die momenteel niet in de voorhoede van de sector staan, kunnen zich voordoen. Voor die beleggers die op zoek zijn naar een puur spel, zijn er enkele opties:

Arotech Corp

• (ARTX ARTXArotech Corp3. 90 + 1. 30% Created with Highstock 4. 2. 6 ) ontwikkelt en distribueert lithium- en zink-luchtbatterijen en telt het Amerikaanse leger bij zijn klanten. PolyPore Inc.
• (PPO) produceert zeer gespecialiseerde lithium-polymeerbatterijen, voornamelijk voor industrieel en medisch gebruik. Ener1
• (OTCMKTS: HEVVQ) is een alternatief energiebedrijf dat een joint venture met Delphi Automotive (DLPH DLPHDelphi Automotive PLC97.) Heeft met Highstock 4 2. 6 ) om batterijoplossingen voor elektrische voertuigen te creëren. Haydale Graphene Industries PLC (LON: HAYD) is een Brits bedrijf dat gebruik maakt van nanotechnologie en het materiaal grafeen om onder andere grafeen-gebaseerde batterijen te produceren.
• Applied Graphene Materials (OTCMKTS: APGMF) doet ook onderzoek voor dergelijke toepassingen. Voor degenen die een indirecte blootstelling willen, zijn de drie grootste lithiumertsproducenten Chileense onderneming Sociedad Quimica y Minera

(SQM SQMSoquimich59. 83 + 1 51% Created with Highstock 4. 2. 6 ), FMC Corp. (FMC FMCFMC Corp93 51 + 2.80% Created with Highstock 4. 2. 6 ) en Rockwood (ROC). Er is ook een ETF met lithium-aandelen die in de handel wordt gebracht onder het tickersymbool LIT LITGlb X Lth & Battr40. 01 + 1. 21% Created with Highstock 4. 2. 6 . ( Zie voor meer informatie: Investeren in de volgende megatrend: Lithium .) De bottom line Batterijen voor elektriciteitsverbruik zijn altijd belangrijk geweest in het moderne tijdperk. Met de opkomst van mobiel computergebruik en elektrische auto's zal hun belang echter alleen maar blijven groeien. Op dit moment zijn batterijvoedingseenheden goed voor meer dan de helft van de kosten van een Tesla-auto. (Zie ook:

Wat is de beste manier om blootstelling aan elektrische auto's te krijgen bij investeringen in de automobielsector?

) Vanwege hun groeiende belang wint het onderzoek naar nieuwere en betere oplaadbare batterijen aan kracht. Lithium-lucht en lithium-metaalbatterijen kunnen de vooruitgang blijken te zijn die ertoe doet. Als deze technologieën uiteindelijk hun vruchten afwerpen, kan investeren in grote bedrijven die zich bezighouden met batterijproductie, in pure play-lithiumionproducenten, of indirecte blootstelling via producenten van lithiummetaal, de toekomstige prestaties van een portefeuille helpen versterken.