Come aumenta la domanda di computer portatili e autovetture elettriche, le limitazioni della tecnologia della batteria attuale presentano un blocco stradale. Inventata nel 1790 dal fisico italiano Alessandro Volta, la batteria elettrica è stata il cavallo di lavoro di numerosi gadget, dispositivi e macchine.

Poiché i dispositivi di consumo sono diventati più piccoli e il loro uso ininterrotto prima di ricaricarsi più importanti, è diventato sempre più importante per le batterie diventare sia miniaturizzate che più efficienti dal punto di vista energetico. Ciò, tuttavia, si è rivelato un ostacolo tecnologico che, se superato, sarà un importante e redditizio sviluppo per l'economia di alta tecnologia di domani.

Tecnologia della batteria

Tutte le batterie elettriche si basano sulla reazione chimica fondamentale della riduzione e dell'ossidazione (redox) che può verificarsi tra due diversi materiali. Queste reazioni sono alloggiate in un contenitore chiuso e sigillato. Il catodo o il terminale positivo sono ridotti dall'anodo, o dal terminale negativo, in cui si verifica l'ossidazione. Il catodo e l'anodo vengono separati fisicamente da un elettrolita che consente agli elettroni di fluire facilmente da un terminale all'altro. Questo flusso di elettroni provoca un potenziale elettrico, che consente una corrente elettrica quando un circuito è completato.

Batterie usa e getta (note come batterie primarie), come le celle AA e AAA prodotte da aziende come

Energizer (ENR ENREnergizer Holdings Inc41. -0,02% Creato con Highstock 4. 2. 6 ), si basa su una tecnologia che non favorisce le applicazioni moderne. Per uno, non sono ricaricabili. Queste cosiddette batterie alcaline utilizzano un catodo diossido di manganese e un anodo di zinco, separati da un elettrolito di biossido di potassio diluito. L'elettrolita ossida lo zinco nell'anodo mentre il biossido di manganese nel catodo reagisce con gli ioni di zinco ossidati per generare elettricità. Gradualmente, i sottoprodotti di reazione si accumulano nell'elettrolita e la quantità di zinco sinistra da ossidare diminuisce. Alla fine, la batteria muore. Queste batterie forniscono in genere 1. 5 volt di energia elettrica e possono essere disposti in modo seriale per aumentare tale importo. Ad esempio, due batterie AA in serie prevedono 3 volt di energia elettrica.

Le batterie ricaricabili (note come batterie secondarie) funzionano in modo molto simile, utilizzando una reazione di ossidazione di riduzione tra due materiali, ma consentono anche la reazione a fluire in senso inverso. Le batterie ricaricabili più utilizzate oggi sono gli ioni di litio (LiOn), anche se sono state certe varie tecnologie anche nella ricerca di una batteria ricaricabile utilizzabile, tra cui l'idruro di nickel (NiMH) e il nickel-cadmio (NiCd).

NiCd sono state le prime batterie ricaricabili commercialmente disponibili per l'utilizzo di massa, ma hanno subito un numero limitato di ricariche. NiMH ha sostituito le batterie NiCd e ha potuto essere caricato più frequentemente. Purtroppo, avevano una durata molto breve di conservazione, quindi se non venivano utilizzati presto dopo essere stati prodotti, potrebbero essere inefficaci. Le batterie di LiOn hanno risolto questi problemi arrivando in un piccolo contenitore, avendo una lunga durata e permettendo molte spese. Tuttavia, le batterie LiOn non sono le più comunemente utilizzate nell'elettronica di consumo, come dispositivi mobili e computer portatili. Queste batterie sono molto più costose delle batterie alcaline monouso e non vengono tipicamente nelle dimensioni tradizionali di AA, AAA, C, D ecc. (Vedi anche:

Batterie agli ioni di litio .) l'ultimo tipo di batterie ricaricabili che la maggior parte delle persone è a conoscenza è batterie al piombo liquide, più comunemente utilizzate come batterie per auto. Queste batterie possono fornire un sacco di energia (come quando avviare a freddo una macchina), ma contengono materiali pericolosi, tra cui l'acido piombo e solforico, utilizzato come elettrolita. Questi tipi di batterie devono essere smaltiti con cura in modo da non inquinare l'ambiente o causare danni fisici a coloro che li trattano.

L'obiettivo della tecnologia di batteria attuale è quello di creare una batteria in grado di abbinare o migliorare le prestazioni delle batterie LiOn, ma senza il costo elevato associato alla loro produzione. All'interno della famiglia di ioni di litio, gli sforzi sono stati incentrati sull'aggiunta di ingredienti aggiuntivi per aumentare l'efficacia della batteria mentre si abbassa il prezzo. Ad esempio, i dispositivi

l ithium-cobalt (LiCoO2) sono ora trovati in molti telefoni cellulari, computer portatili, fotocamere digitali e prodotti indossabili. Le cellule (LiMn2O4) ithium-manganese L sono più comunemente utilizzate per gli utensili elettrici, gli strumenti medici e le motorizzazioni elettriche, come quelle dei veicoli elettrici. ) Attualmente, ci sono squadre che svolgono ricerche e sviluppo per aumentare le prestazioni delle batterie a base di litio (per ulteriori informazioni, vedere: Perché le automobili di Tesla sono così costose? Le batterie agli ioni di litio

(Li-Air) sono un emozionante nuovo sviluppo che potrebbe consentire una maggiore capacità di stoccaggio energetico - fino a 10 volte più capacità di una batteria tipica LiOn. Queste batterie avrebbero letteralmente "respirato" l'aria utilizzando ossigeno libero per ossidare l'anodo. Mentre questa tecnologia sembra promettente, esistono numerosi problemi tecnologici, tra cui una rapida accumulazione di sottoprodotti che diminuiscono la performance e il problema della "morte improvvisa" in cui la batteria smette di funzionare senza preavviso. Le batterie al litio metalliche sono anche uno sviluppo impressionante, promettendo quasi quattro volte più efficienza energetica rispetto alla tecnologia attuale della batteria per auto elettrica. Questo tipo di batteria è anche molto meno costoso da produrre, che ridurrà il costo dei prodotti che li utilizzano. I problemi di sicurezza, tuttavia, sono una preoccupazione importante perché queste batterie possono surriscaldarsi, causare incendi o esplodere se danneggiati.Altre nuove tecnologie che lavorano includono litium-zolfo e silicio-carbonio, ma queste cellule sono ancora nelle fasi iniziali della ricerca e non sono ancora commercialmente vitali. Investire nella tecnologia della batteria

Se e quando la tecnologia della batteria scatta in queste nuove emozionanti direzioni, ridurrà i costi di produzione per l'elettronica di consumo e per veicoli elettrici come quelli prodotti da

Tesla Motors

(TSLA TSLATesla Inc306. 05 + 1. 08% Creato con Highstock 4. 2. 6 ). Tesla ha recentemente annunciato la costruzione di un 'gigafactory' per non solo produrre più veicoli ma anche produrre batterie LiOn in casa, in combinazione con il gigante giapponese Panasonic (ADR: PCRFY). Prendendo il problema della produzione della batteria nelle proprie mani, Tesla potrebbe aver trovato un ottimo modo per ottenere l'esposizione agli investimenti sia per le auto elettriche che per le batterie. Secondo una relazione del consulente energetico Navigant Research, LG Chem di Corea del Sud, Johnson Controls (JCI JCIJohnson Controls International PLC40, 99-0, 24% creati con Highstock 4. 2. 6

), e AESC di proprietà privata sono leader nello spazio della tecnologia delle batterie. A seguito di queste società sono disponibili Panasonic, Hitachi (ADR: TOSBF), Samsung (ADR: SSNLF) e EnerSys (ENS ENSEnerSys Inc68. 00-1. 06% Creato con Highstock 4. 2. 6 ). Di queste società, solo EnerSys è un puro gioco delle batterie. Attualmente è il più grande produttore di batterie industriali in tutto il mondo. Tutte le altre società, pur innovando nello spazio, sono coinvolte anche in altre attività. Possono emergere piccole aziende di puro gioco che non sono attualmente all'avanguardia del settore. Per gli investitori che cercano un gioco puro, ci sono alcune opzioni: Arotech Corp (ARTX ARTXArotech Corp3. 90 + 1. 30% Creato con Highstock 4. 2. 6 ) sviluppa e distribuisce batterie al litio e zinco e conta le forze armate statunitensi tra i propri clienti. PolyPore Inc.

(PPO) produce batterie al polimero di litio altamente specializzate principalmente per uso industriale e medico.

• Ener1 (OTCMKTS: HEVVQ) è un'azienda alternativa di energia che ha una joint venture di maggioranza con Delphi Automotive (DLPH DLPHDelphi Automotive PLC97. 2. 6 ) per creare soluzioni di batteria per veicoli elettrici. Hayden Graphene Industries PLC
• (LON: HAYD) è una società britannica che sfrutta la nanotecnologia e il grafene materiale per produrre, tra le altre cose, batterie a base di grafene. Materiali applicati di grafene
• (OTCMKTS: APGMF) sta conducendo una ricerca per tali applicazioni. Per coloro che cercano un'esposizione indiretta, i tre maggiori produttori di minerali di litio sono la società cilena SQM SQMSoquimich59. 83 + 1. 51% Creato con Highstock 4. ),
• FMC Corp. (FMC FMCFMC Corp93. 51 + 2.80% Creato con Highstock 4. 2. 6

) e Rockwood (ROC). C'è anche un ETF in lithium stock che tradisce sotto il simbolo ticker LIT LITGlb X Lth & Battr40. 01 + 1. 21% Creato con Highstock 4. 2. 6 . ( Per ulteriori informazioni, vedere: Investire nel prossimo Megatrend: Lithium .) La linea inferiore Le batterie per l'energia elettrica sono sempre state importanti nell'era moderna. Tuttavia, con l'avvento dei computer mobili e delle automobili elettriche, la loro importanza continuerà a crescere. Adesso, per esempio, i pacchetti di batterie rappresentano più della metà del costo di un'auto di Tesla. ) A causa della loro crescente importanza, la ricerca su batterie nuove e migliori ricaricabili sta guadagnando slancio. Quale è il modo migliore per ottenere l'esposizione alle auto elettriche quando si investe nel settore automobilistico? Le batterie al litio e le batterie al litio potrebbero rivelarsi l'avanzamento importante. Se queste tecnologie finiscono per pagare, investendo in grandi aziende coinvolte nella produzione di batterie, nei produttori di ioni di litio puro o nell'indirizzamento indiretto attraverso i produttori di metalli di litio possono contribuire a rafforzare la performance futura di un portafoglio.