Fundamentalmente, una célula de iones de litio está formada por un ánodo y un cátodo, recubiertos en colectores de corriente, separados por un separador empapado de electrolito. Envasadas en formatos de bolsa, prismáticos o cilíndricos, constituyen la base de los paquetes de baterías de iones de litio. Su rendimiento comparativamente alto, su bajo coste y su amplia disponibilidad hacen de las baterías de iones de litio una tecnología de almacenamiento de energía preeminente para muchas aplicaciones, desde los dispositivos electrónicos hasta los vehículos eléctricos, pasando por los grandes sistemas de almacenamiento de energía estacionarios.

Como tal, para la mayoría de las aplicaciones, es poco probable que las baterías de iones de litio, de una forma u otra, sean sustituidas en los próximos 10 años. No obstante, siguen produciéndose desarrollos e innovaciones en los materiales, la fabricación, el diseño de las celdas y el diseño de los envases de las baterías de iones de litio, y la inversión en la industria del ión-litio continúa a un ritmo rápido.

IDTechEx prevé que el mercado del Li-ion crezca hasta superar los 430.000 millones de dólares en 2033, impulsado por la demanda de vehículos eléctricos. Los vehículos eléctricos siguen siendo el principal motor del mercado de Li-ion y los coches eléctricos serán el mayor mercado de baterías de Li-ion en los próximos 10 años. A pesar de los efectos actuales del coronavirus, la escasez de chips y otros problemas de la cadena de suministro, las ventas de unidades de coches eléctricos alcanzaron los 6,4 millones en 2021, impulsadas por los fuertes objetivos de emisiones y la normativa.

El LFP ha vuelto a ganar cuota de mercado en los vehículos eléctricos desde 2021 debido a su reconquista de la cuota de mercado en China, en particular. Los materiales de óxido estratificado con alto contenido de níquel (NMC/NCA/NCMA) seguirán siendo importantes, y los principales fabricantes de cátodos están tratando de avanzar hacia el 90+% de NMC y NCA en un intento de reducir aún más el contenido de cobalto y aumentar la capacidad, aunque solo sea marginalmente. Siguen existiendo dificultades para garantizar la seguridad y la longevidad de estos materiales. Si bien la reducción del contenido de cobalto puede ayudar a reducir los costes de los materiales y limitar la exposición al cobalto de origen potencialmente problemático, un impulso para limitar la dependencia del cobalto y el níquel aumentará la dependencia de China, con la gran mayoría de la producción de LFP controlada por empresas chinas y menos planes para la producción de LFP fuera del país. Esto sería contrario a las metas y objetivos de los gobiernos y actores de Europa y Norteamérica. En 2021, las empresas chinas eran responsables de al menos el 50% de las ventas de células de iones de litio, materiales para cátodos y ánodos, electrolitos, separadores y colectores de corriente de cobre.

Al igual que en el caso de los cátodos, existen dudas sobre los ánodos que se utilizarán en la próxima década. Por ejemplo, el silicio ha recibido un interés considerable como sustituto del grafito debido a su potencial para permitir altas densidades de energía y una carga rápida, pero todavía se limita mayoritariamente a su uso como aditivo del grafito. A pesar del creciente interés, del gran potencial y de las más de 30 empresas emergentes que desarrollan ánodos de silicio, la producción comercial de material para ánodos de silicio está dominada por un pequeño número de empresas en Asia. Se prevé que el grafito, tanto sintético como natural/artificial, siga siendo el material anódico dominante durante la próxima década. El informe analiza las tendencias de uso y las cuotas de las diferentes químicas de iones de litio. También se ofrecen desgloses y análisis de costes para las distintas químicas de las pilas, así como un análisis del impacto de la reciente volatilidad de los precios de los materiales en el precio de las pilas.

Dado el rápido aumento de la demanda prevista de baterías de iones de litio, se ha producido un crecimiento significativo del número de gigafábricas previstas y anunciadas en los últimos 2-3 años. Gran parte de este crecimiento ha sido impulsado por los fabricantes tradicionales, como CATL, LG Energy Solution, SK Innovation y Samsung SDI, pero las empresas de nueva creación y las que se encuentran en fase inicial también quieren entrar en el mercado, especialmente en Europa y Norteamérica, donde existe un impulso para desarrollar la capacidad nacional. El análisis de IDTechEx muestra que los planes y anuncios actuales de nueva capacidad de producción de células alcanzarán los 3 TWh en 2030. Aunque esta cifra no cubriría la demanda prevista, el plazo relativamente corto necesario para construir nuevas fábricas de producción de células da tiempo a la inversión adicional y a la expansión de la capacidad de producción de células necesaria para satisfacer la demanda prevista de los vehículos eléctricos.

A pesar de la indudable importancia del mercado de los vehículos eléctricos para la industria del Li-ion, se prevé que los sistemas de almacenamiento de energía estacionaria sean el mercado de más rápido crecimiento para las baterías de Li-ion, dado el continuo impulso para adoptar niveles cada vez mayores de fuentes de energía renovables variables, como la solar fotovoltaica y la eólica. Aunque se prevé que el crecimiento de la demanda de Li-ion para dispositivos electrónicos sea mucho más lento que el del almacenamiento estacionario o los vehículos eléctricos, el mayor precio de las celdas y baterías para dispositivos electrónicos significa que sigue habiendo un valor de mercado considerable en estas aplicaciones. Por lo tanto, las nuevas tecnologías pueden abrirse paso en el mercado a través de estas aplicaciones en primer lugar, con márgenes más elevados junto con ciclos de producto más cortos y requisitos de rendimiento a menudo menos exigentes en comparación con los vehículos eléctricos.

Este informe ofrece un análisis y un informe sobre los componentes clave, incluidos los cátodos, los ánodos, los electrolitos, los separadores, los colectores de cobre y los aditivos. Para cada componente, el informe ofrece un desglose de los principales avances tecnológicos, además de un análisis del mercado mediante un estudio de los principales fabricantes, las regiones de producción y los planes de expansión. Baterías de iones de litio 2023-2033 ofrece una visión completa del mercado de las baterías de iones de litio, los actores y las tendencias tecnológicas. Se ofrecen análisis de costes, previsiones de precios y previsiones a 10 años para la demanda de baterías de iones de litio por volumen (GWh) y valor (US$) y desglosado por aplicación, tipo de cátodo y tipo de ánodo.