Novas oportunidades de investimento em tecnologia de baterias

À medida que a demanda por computação móvel e carros totalmente elétricos aumenta, as limitações da tecnologia atual de baterias apresentam um obstáculo. Inventada na década de 1790 pelo físico italiano Alessandro Volta, a bateria elétrica tem sido o cavalo de batalha de inúmeros aparelhos, dispositivos e máquinas.

Como os dispositivos de consumo se tornaram menores e seu uso ininterrupto antes de recarregar mais importante, também se tornou cada vez mais importante que as baterias se tornassem miniaturizadas e mais eficientes em termos de energia. Isso, no entanto, provou ser um obstáculo tecnológico que, se superado, será um desenvolvimento importante e lucrativo para a economia de alta tecnologia de amanhã.

Tecnologia de bateria

Todas as baterias elétricas contam com a reação química fundamental de redução e oxidação (redox) que pode ocorrer entre dois materiais diferentes. Essas reações são alojadas em um recipiente fechado e selado. O cátodo, ou terminal positivo, é reduzido pelo ânodo, ou terminal negativo, onde ocorre a oxidação. O cátodo e o ânodo são separados fisicamente por um eletrólito que permite que os elétrons fluam facilmente de um terminal para o outro. Esse fluxo de elétrons causa um potencial elétrico, que permite uma corrente elétrica quando um circuito é concluído.

As baterias descartáveis ​​do consumidor (conhecidas como baterias primárias), como as células do tamanho AA e AAA produzidas por empresas como a Energizer (ENR), contam com uma tecnologia que não é propícia às aplicações modernas. Por um lado, eles não são recarregáveis. Essas chamadas baterias alcalinas utilizam um cátodo de dióxido de manganês e um ânodo de zinco, separados por um eletrólito diluído de dióxido de potássio. O eletrólito oxida o zinco no ânodo, enquanto o dióxido de manganês no cátodo reage com os íons zinco oxidados para gerar eletricidade. Gradualmente, os subprodutos da reação se acumulam no eletrólito e a quantidade de zinco que resta para oxidar diminui. Eventualmente, a bateria acaba. Essas baterias normalmente fornecem 1, 5 volts de eletricidade e podem ser dispostas em série para aumentar essa quantidade. Por exemplo, duas pilhas AA em série fornecem três volts de eletricidade.

As baterias recarregáveis ​​(conhecidas como baterias secundárias) funcionam da mesma maneira, utilizando uma reação de oxidação de redução entre dois materiais, mas também permitem que a reação flua ao contrário. As baterias recarregáveis ​​mais usadas no mercado hoje são o íon de lítio (LiOn), embora várias outras tecnologias também tenham sido experimentadas na busca por uma bateria recarregável viável, incluindo hidreto de níquel-metal (NiMH) e níquel-cádmio (NiCd).

As NiCd foram as primeiras baterias recarregáveis ​​disponíveis comercialmente para uso no mercado de massa, mas sofreram por serem capazes de apenas um número limitado de recargas. O NiMH substituiu as baterias de NiCd e pôde ser carregado com mais frequência. Infelizmente, eles tinham um prazo de validade muito curto; portanto, se não fossem usados ​​logo após serem produzidos, poderiam ser ineficazes. As baterias LiOn solucionaram esses problemas, chegando em um pequeno recipiente, com uma vida útil longa e permitindo muitas cargas. Porém, as baterias LiOn não são as mais usadas em eletrônicos de consumo, como dispositivos móveis e laptops. Essas baterias são muito mais caras que as pilhas alcalinas descartáveis ​​e normalmente não são fornecidas nos tamanhos tradicionais de AA, AAA, C, D etc. (Veja também: Estoques de baterias de íon de lítio .)

O último tipo de bateria recarregável com a qual a maioria das pessoas está familiarizada é a bateria líquida de chumbo-ácido, mais comumente usada como bateria de carro. Essas baterias podem fornecer muita energia (como na partida a frio), mas contêm materiais perigosos, incluindo chumbo e ácido sulfúrico, que é usado como eletrólito. Esses tipos de baterias devem ser descartados com cuidado para não poluir o meio ambiente ou causar danos físicos às pessoas que as manuseiam.

O objetivo da tecnologia atual de bateria é criar uma bateria que possa corresponder ou melhorar o desempenho das baterias LiOn, mas sem o alto custo associado à sua produção. Dentro da família de íons de lítio, os esforços foram concentrados na adição de ingredientes adicionais para aumentar a eficácia da bateria e diminuir o preço. Por exemplo, os arranjos de lítio-cobalto (LiCoO2) agora são encontrados em muitos telefones celulares, laptops, câmeras digitais e produtos vestíveis. As células de lítio-manganês (LiMn2O4) são mais comumente usadas para ferramentas elétricas, instrumentos médicos e grupos de força elétricos, como os encontrados em veículos elétricos. (Para mais informações, consulte: Por que os carros da Tesla são tão caros? )

Atualmente, há equipes conduzindo pesquisas e desenvolvimento para aumentar o desempenho das baterias à base de lítio. As baterias de ar de lítio (Li-Air) são um novo e interessante desenvolvimento que pode permitir uma capacidade de armazenamento de energia muito maior - até 10 vezes mais capacidade do que uma bateria LiOn típica. Essas baterias literalmente "respiravam" o ar usando oxigênio livre para oxidar o ânodo. Embora essa tecnologia pareça promissora, existem vários problemas tecnológicos, incluindo um rápido acúmulo de subprodutos que diminuem o desempenho e o problema de "morte súbita" na qual a bateria deixa de funcionar sem aviso prévio.

As baterias de metal de lítio também são um desenvolvimento impressionante, prometendo quase quatro vezes mais eficiência energética do que a atual tecnologia de bateria de carro elétrico. Esse tipo de bateria também é muito mais barato de produzir, o que reduzirá o custo dos produtos que os utilizam. Os problemas de segurança, no entanto, são uma grande preocupação, pois essas baterias podem superaquecer, causar incêndio ou explodir se danificadas. Outras novas tecnologias em desenvolvimento incluem o lítio-enxofre e o silício-carbono, mas essas células ainda estão nas fases iniciais da pesquisa e ainda não são comercialmente viáveis. Também existem vários desenvolvimentos em torno de baterias movidas a energia solar.

Investindo em tecnologia de baterias

Se e quando a tecnologia da bateria decolar nessas novas direções, reduzirá o custo de produção para eletrônicos de consumo e veículos elétricos, como os produzidos pela Tesla Motors (TSLA). A Tesla anunciou recentemente a construção de uma 'gigafactory' para não apenas produzir mais veículos, mas também produzir suas próprias baterias LiOn em casa, em conjunto com a gigante japonesa de eletrônicos Panasonic (ADR: PCRFY). Ao levar o problema de produção de baterias em suas próprias mãos, a Tesla pode ter encontrado uma ótima maneira de ganhar exposição de investimento para carros elétricos e tecnologia de baterias. (Veja também: Reproduções de bateria híbrida .)

O mercado de tecnologia de baterias é um tanto míope com novas tecnologias, desenvolvimentos e parcerias que catapultam a indústria para a frente. O "Relatório das 20 principais empresas fabricantes de baterias de íon de lítio da Visiongain 2018" fornece uma grande quantidade de informações sobre o mercado de tecnologia de baterias e seus principais fabricantes. As empresas no relatório incluem o seguinte:

• A123 Systems Inc.
• Corporação de fornecimento de energia automotiva (AESC)
• Corporação da Indústria de Aviação da China (AVIC)
• BYD Company Ltd.
• CBAK Energy Technology Inc.
• Comtemporary Amperex Technology Ltd (CATL)
• GS Yuasa Corporation
• Energia de alta tecnologia Co. do poder de Hefei Guoxuan, Ltd
• Hitachi Chemical Co., Ltd. Empresas
• Johnson Controls International Plc.
• LG Chem
• Microvast Inc.
• Panasonic Corporation
• Baterias Saft
• Samsung SDI Co. Ltd.
• TDK Corporation / Amperes Technology Ltd (ATL)
• Tesla Inc.
• Bateria comum Tianjin Lishen-Stock Co., Ltd.
• Tianneng Power International Ltd
• Toshiba Corporation

Outros nomes notáveis ​​no setor de baterias incluem o seguinte:

• A Arotech Corp (ARTX) desenvolve e distribui baterias de lítio e zinco-ar e conta as forças armadas dos EUA entre seus clientes.
• A PolyPore Inc. (PPO) produz baterias de polímero de lítio altamente especializadas, principalmente para usos industriais e médicos.
• A Ener1 (OTCMKTS: HEVVQ) é uma empresa de energia alternativa que possui uma joint venture majoritária com a Delphi Automotive (DLPH) para criar soluções de bateria para veículos elétricos.
• A Haydale Graphene Industries PLC (LON: HAYD) é uma empresa britânica que utiliza a nanotecnologia e o grafeno de materiais para produzir, entre outras coisas, baterias à base de grafeno.
• A Applied Graphene Materials (OTCMKTS: APGMF) também está realizando pesquisas para aplicações baseadas em grafeno.
• O EnerSys é uma bateria pura. Atualmente, é o maior fabricante mundial de baterias industriais.

Há também o ETF Global X Lithium & Battery Tech (LIT). esta ETF busca rastrear o índice global de lítio solativo e fornece exposição a um portfólio diversificado de empresas de capital aberto focadas principalmente em lítio, incluindo mineração de lítio, refino de lítio e uso de lítio na produção de baterias. As principais participações no ETF LIT em outubro de 2018 incluíram o seguinte:

• FMC CORP 18, 06%
• ALBEMARLE CORP 17, 64%
• SAMSUNG SDI CO LTD 7, 40%
• ENERSYS 6, 91%
• QUIMICA E MINERA CRIANÇA-SP 6.62%
• LG CHEM LTD 5.41%
• GS YUASA CORP 4, 95%
• PANASONIC CORP 4, 60%
• TESLA INC 4, 37%
• SIMPLO TECHNOLOGY CO LTD 4, 24%

A linha inferior

As baterias para energia sempre foram importantes na era moderna. No entanto, com o advento da computação móvel e dos carros elétricos, sua importância continuará a crescer. No momento, por exemplo, as baterias representam mais da metade do custo de um automóvel Tesla. (Veja também: Qual é a melhor maneira de obter exposição a carros elétricos ao investir no setor automotivo? )

Devido à sua crescente importância, a pesquisa de baterias recarregáveis ​​mais novas e melhores está ganhando força. Baterias de lítio-ar e lítio-metal podem provar ser o avanço que importa. Se essas tecnologias acabarem valendo a pena, investir em grandes empresas envolvidas na produção de baterias, em fabricantes de íons de lítio puros ou em exposição indireta por produtores de metal de lítio pode ajudar a reforçar o desempenho futuro de um portfólio. ( Para saber mais, consulte: Investindo na próxima megatendência: lítio .)