Рынок твердотельных аккумуляторов в Северной Америке По типу (портативные и тонкопленочные), По емкости (менее 20 мАч, от 20 до 500 мАч и более 500 мАч), По емкости (потребительская и портативная электроника, электромобили, устройства для сбора энергии, носимые и медицинские устройства и другие), По стране, По прогнозу конкуренции и возможностям, 2018–2028 гг.

Обзор рынка

Рынок твердотельных аккумуляторов в Северной Америке оценивается в 716,03 млн долларов США в 2022 году и, как ожидается, будет устойчиво расти в прогнозируемый период со среднегодовым темпом роста 14,37% до 2028 года. Растущий спрос на твердотельные аккумуляторы в различных отраслях промышленности в сочетании с обширными исследованиями и разработками, направленными на коммерциализацию экономически эффективных решений в области аккумуляторов, как ожидается, будут стимулировать рост рынка в обозримом будущем. Такие факторы, как растущее внедрение электронных гаджетов, расширяющееся использование систем хранения энергии аккумуляторов и растущее внедрение электромобилей, являются ключевыми драйверами, подпитывающими прогресс отрасли.

Ключевые драйверы рынка

Рост спроса на электромобили (ЭМ) и решения по хранению энергии

Рынок твердотельных аккумуляторов в Северной Америке переживает существенный рост из-за растущего спроса на электромобили (ЭМ) и решения по хранению энергии. Поскольку мир стремится сократить свой углеродный след и перейти на устойчивые источники энергии, автомобильная промышленность находится на переднем крае этой трансформации. Электромобили стали ключевым решением для решения проблемы изменения климата и снижения зависимости от ископаемого топлива. Ожидается, что твердотельные аккумуляторы с их превосходной плотностью энергии, безопасностью и долговечностью будут играть решающую роль в успехе ЭМ.

Одним из основных драйверов этого рынка являются амбициозные климатические цели, установленные правительствами по всей Северной Америке, подчеркивающие переход на электрический транспорт. Например, Соединенные Штаты поставили цель к 2030 году сделать 50% всех новых проданных автомобилей электрическими. Аналогичным образом Канада и Мексика также стимулируют внедрение электромобилей, что напрямую коррелирует со спросом на твердотельные батареи. Эти батареи обеспечивают более длительный пробег, более быстрое время зарядки и повышенную безопасность по сравнению с традиционными литий-ионными батареями, что делает их идеальным выбором для производителей электромобилей.

Более того, решения для хранения энергии приобретают известность в Северной Америке, особенно в регионах, подверженных экстремальным погодным явлениям, таким как ураганы и лесные пожары. Твердотельные батареи могут обеспечить устойчивое и эффективное хранение энергии, гарантируя стабильное электроснабжение во время чрезвычайных ситуаций. Это применение выходит за рамки бытового использования и включает хранение энергии на уровне сети и резервное питание для критически важной инфраструктуры.

Кроме того, снижение стоимости производства твердотельных батарей стимулирует их внедрение в электромобили и приложения для хранения энергии. Благодаря постоянным исследованиям и разработкам производители находят инновационные способы масштабирования производства, снижения материальных затрат и улучшения производственных процессов. Такое снижение затрат делает твердотельные батареи более экономически выгодными, что еще больше подпитывает их спрос в Северной Америке.

В заключение следует отметить, что растущий спрос на электромобили и решения по хранению энергии, обусловленный климатическими целями, государственными стимулами и снижением затрат, является существенным драйвером рынка твердотельных батарей в Северной Америке. Поскольку автомобильная промышленность продолжает свой переход к электрификации, твердотельные батареи призваны играть ключевую роль в формировании будущего транспорта и хранения энергии в регионе.

Достижения в технологии твердотельных батарей

Рынок твердотельных батарей в Северной Америке в настоящее время переживает существенный рост, в первую очередь обусловленный значительными достижениями в технологии твердотельных батарей. Твердотельные батареи считаются следующим рубежом в области хранения энергии, предлагая широкий спектр преимуществ по сравнению с обычными литий-ионными батареями. Эти преимущества включают более высокую плотность энергии, повышенную безопасность, более быстрое время зарядки и более длительный срок службы. Непрерывное развитие технологии твердотельных аккумуляторов стимулирует их внедрение в различных отраслях и областях применения.

Одним из ключевых факторов быстрого прогресса в технологии твердотельных аккумуляторов являются интенсивные исследования и разработки, проводимые как устоявшимися компаниями, так и стартапами. Североамериканские фирмы лидируют в инновациях в этой области, вкладывая значительные средства в исследования для преодоления технических проблем и повышения производительности твердотельных аккумуляторов. Прорывы в материаловедении, нанотехнологиях и производственных процессах позволяют разрабатывать твердотельные аккумуляторы, которые являются более эффективными и экономичными.

Кроме того, сотрудничество между академическими институтами, государственными учреждениями и частными компаниями способствует обмену знаниями и содействует инновациям в технологии твердотельных аккумуляторов. Исследовательские партнерства и финансируемые правительством инициативы ускоряют темпы открытий и разработок, создавая экосистему, которая способствует инновациям и росту в отрасли.

Автомобильный сектор является основным бенефициаром этих достижений. Крупнейшие автопроизводители в Северной Америке активно интегрируют твердотельные аккумуляторы в свои платформы электромобилей (EV). Эти батареи обеспечивают превосходную плотность энергии, позволяя электромобилям достигать более длительных пробегов на одной зарядке. Кроме того, улучшенные характеристики безопасности твердотельных батарей решают важнейшую проблему в индустрии электромобилей, снижая риск инцидентов, связанных с тепловым разгоном.

Еще одним заметным применением твердотельных батарей является рынок бытовой электроники, где они питают смартфоны, ноутбуки и носимые устройства. Растущий спрос на более долговечные и быстро заряжающиеся портативные устройства стимулирует интеграцию твердотельных батарей в эти продукты. Потребители все больше ценят удобство и безопасность, которые твердотельные батареи предлагают в их повседневных устройствах.

В заключение следует отметить, что постоянное развитие технологии твердотельных батарей, обусловленное научно-исследовательскими и опытно-конструкторскими работами, сотрудничеством и их применением в электромобилях и бытовой электронике, является ключевым фактором рынка твердотельных батарей в Северной Америке. Эти технологические прорывы готовы изменить ландшафт хранения энергии в регионе, предлагая улучшенную производительность и устойчивость.

Проблемы окружающей среды и безопасности стимулируют внедрение твердотельных батарей

Рынок твердотельных батарей в Северной Америке переживает значительный всплеск спроса, в первую очередь обусловленный возросшими проблемами окружающей среды и безопасности. Поскольку мир сталкивается с неотложной необходимостью смягчения последствий изменения климата и сокращения выбросов парниковых газов, переход к более чистым и устойчивым источникам энергии стал первостепенным. Твердотельные батареи с их экологически чистыми характеристиками и улучшенными функциями безопасности становятся предпочтительным решением для хранения энергии, что способствует их внедрению в различных областях применения.

Проблемы окружающей среды играют ключевую роль в стимулировании спроса на твердотельные батареи. Традиционные литий-ионные аккумуляторы, которые используют легковоспламеняющиеся жидкие электролиты и ресурсоемкие материалы для добычи, производства и утилизации, попали под пристальное внимание из-за их экологического следа. Напротив, твердотельные аккумуляторы используют твердые электролиты и более распространенные, менее вредные для окружающей среды материалы, что делает их устойчивым выбором для решений по хранению энергии. Это соответствует обязательствам региона по сокращению выбросов углерода и достижению целей в области чистой энергии.

Безопасность является еще одним важнейшим фактором, мотивирующим принятие твердотельных аккумуляторов. Громкие инциденты, связанные с возгоранием литий-ионных аккумуляторов в бытовой электронике и электромобилях, вызвали обеспокоенность по поводу их безопасности. Твердотельные аккумуляторы с их твердым электролитом устраняют риск утечки электролита и теплового разгона, что делает их по своей сути более безопасными. В результате они завоевывают популярность среди потребителей, регулирующих органов и отраслей, которые уделяют первостепенное внимание безопасности.

Транспортный сектор, особенно электромобили (ЭМ), становится свидетелем быстрого перехода на твердотельные аккумуляторы. Правительства Северной Америки вводят строгие правила безопасности для электромобилей, что делает превосходный профиль безопасности твердотельных батарей значительным преимуществом. Потребители более охотно переходят на электромобили, зная, что риск возгораний, связанных с батареями, значительно снижен, что способствует растущему внедрению твердотельных батарей на автомобильном рынке.

Более того, твердотельные батареи используются в решениях по хранению энергии в масштабах сети для повышения надежности и безопасности электросети. Поскольку в регионе происходят экстремальные погодные явления и растет спрос на возобновляемые источники энергии, твердотельные батареи предлагают надежное и безопасное решение для хранения и доставки электроэнергии.

В заключение следует отметить, что рынок твердотельных батарей в Северной Америке обусловлен повышенными экологическими и безопасными проблемами. Экологическая устойчивость и улучшенные характеристики безопасности твердотельных батарей соответствуют целям региона по сокращению выбросов углерода и обеспечению безопасности решений по хранению энергии в различных приложениях, что делает их убедительным выбором для более чистого и безопасного энергетического будущего.

Основные проблемы рынка

Высокие производственные затраты и масштабируемость

Одна из наиболее существенных проблем, с которой сталкивается рынок твердотельных батарей в Северной Америке, связана со значительными производственными затратами и проблемами масштабируемости, связанными с производством твердотельных батарей. Хотя твердотельные батареи предлагают многочисленные преимущества по сравнению с традиционными литий-ионными батареями, такими как повышенная безопасность и плотность энергии, производственный процесс остается сложным и дорогостоящим.

Производство твердотельных батарей требует скрупулезных производственных технологий и использования материалов высокой чистоты, часто включающих сложные процессы, такие как осаждение тонкой пленки и изготовление твердого электролита. Эти процессы требуют специализированного оборудования и опыта, что приводит к увеличению первоначальных капитальных затрат для производителей. Кроме того, ограниченная доступность подходящих твердых электролитных материалов способствует производственным издержкам, требуя обширных исследований и разработок для обнаружения и оптимизации этих материалов.

Масштабируемость представляет собой еще одну сложную задачу. Достижение крупномасштабного производства твердотельных батарей по экономически жизнеспособной стоимости оказывается неуловимым. Хотя некоторые стартапы и устоявшиеся компании добились значительных успехов в лабораторном производстве, переход к массовому производству без ущерба для качества и безопасности остается сложной задачей. Отсутствие стандартизированных производственных процессов еще больше затрудняет усилия по масштабированию, поскольку каждый производитель может использовать собственные методы и материалы.

Для решения этой проблемы решающее значение приобретает сотрудничество между заинтересованными сторонами в отрасли, научно-исследовательскими институтами и государственными учреждениями. Инвестиции в исследования для выявления экономически эффективных материалов и совершенствования производственных процессов могут помочь снизить производственные издержки. Кроме того, установление отраслевых стандартов для производства твердотельных аккумуляторов может способствовать масштабируемости и способствовать единообразию качества на всем рынке.

Ограниченная коммерциализация и рыночное принятие

Значительной проблемой, с которой сталкивается североамериканский рынок твердотельных аккумуляторов, является ограниченная коммерциализация и рыночное принятие этих передовых решений по хранению энергии. Несмотря на значительные достижения в технологии твердотельных аккумуляторов, широкая коммерческая доступность еще не достигнута по сравнению с традиционными литий-ионными аккумуляторами.

Одним из основных препятствий для коммерциализации является относительно низкий объем производства, что приводит к более высоким затратам на твердотельные аккумуляторы по сравнению с их обычными аналогами. Эта разница в стоимости создает проблему для производителей, чтобы эффективно конкурировать на рынке, и для потребителей, чтобы использовать эти аккумуляторы в различных приложениях, таких как электромобили (ЭМ) и бытовая электроника.

Кроме того, всестороннее тестирование и сертификация, необходимые для твердотельных аккумуляторов для обеспечения их безопасности и надежности, способствуют задержкам выхода на рынок. Установление доверия потребителей к аккумуляторным технологиям имеет первостепенное значение, поскольку любые проблемы безопасности или сбои в работе продукта могут существенно повлиять на темпы внедрения.

Помимо проблем со стоимостью и безопасностью, отсутствие налаженных цепочек поставок для твердотельных аккумуляторных компонентов может препятствовать внедрению на рынок. Производители должны закупать специализированные материалы и компоненты, часто полагаясь на ограниченное число поставщиков. Сбои в цепочке поставок могут иметь неблагоприятные последствия для производства и доступности на рынке.

Чтобы преодолеть эти проблемы, необходимо стимулировать исследования и разработки, оптимизировать процесс сертификации и укреплять партнерские отношения между производителями аккумуляторов, автопроизводителями и компаниями по производству электроники. Правительства и отраслевые ассоциации могут играть важную роль в предоставлении финансовой поддержки и нормативного руководства для ускорения коммерциализации и принятия твердотельных батарей.

Конкуренция со стороны устоявшихся литий-ионных батарей

Рынок твердотельных батарей в Северной Америке сталкивается с жесткой конкуренцией со стороны устоявшихся литий-ионных батарей, которые доминировали на рынке хранения энергии на протяжении десятилетий. Литий-ионные батареи постоянно совершенствуются и снижаются в цене, что делает их выбором по умолчанию для различных приложений, включая бытовую электронику, электромобили (ЭМ) и возобновляемые накопители энергии.

Одной из основных проблем, связанных с литий-ионными батареями, является их существующая инфраструктура и производственные мощности. Обширные производственные мощности, налаженные цепочки поставок и экономия масштаба, которой пользуются производители литий-ионных аккумуляторов, усложняют конкуренцию твердотельных аккумуляторов по цене и доступности.

Потребители и отрасли уже знакомы с литий-ионной технологией, а ее эксплуатационные характеристики соответствуют требованиям многих приложений. Твердотельные аккумуляторы должны не только соответствовать, но и превосходить производительность и экономическую эффективность литий-ионных аккумуляторов, чтобы получить конкурентное преимущество.

Более того, значительные инвестиции в исследования и разработки, необходимые для оптимизации технологии твердотельных аккумуляторов и достижения паритета стоимости с литий-ионными аккумуляторами, могут сдерживать потенциальных участников рынка. Многие компании могут колебаться, выделять ли ресурсы на разработку твердотельных аккумуляторов, когда литий-ионные аккумуляторы уже предлагают проверенные решения.

Чтобы решить эту проблему, Северная Америка должна продолжать поддерживать усилия по исследованиям и разработкам для ускорения усовершенствования и снижения стоимости твердотельных аккумуляторов. Кроме того, стимулы и нормативные меры могут побудить предприятия и потребителей внедрять твердотельные аккумуляторы, особенно в тех областях применения, где их уникальные преимущества, такие как повышенная безопасность, более длительный срок службы и более высокая плотность энергии, могут быть эффективно использованы. Преодоление конкуренции со стороны существующих литий-ионных аккумуляторов потребует согласованных усилий заинтересованных сторон отрасли, правительств и инвесторов для стимулирования инноваций и внедрения на рынке.

Основные тенденции рынка

Ускоренное внедрение в электромобилях (ЭМ)

Одной из заметных тенденций на североамериканском рынке твердотельных аккумуляторов является быстрое внедрение твердотельных аккумуляторов в электромобилях (ЭМ). Поскольку автомобильная промышленность быстро переходит на электрификацию для борьбы с изменением климата и сокращения выбросов парниковых газов, твердотельные батареи стали весьма перспективным решением для решения ключевых проблем, связанных с традиционными литий-ионными батареями.

Твердотельные батареи предлагают многочисленные преимущества для электромобилей, включая более высокую плотность энергии, более быструю зарядку, более длительный срок службы и повышенную безопасность. Эти преимущества особенно привлекательны как для потребителей, так и для автопроизводителей. Стремление к увеличению дальности поездки и сокращению времени зарядки побудило многих североамериканских производителей электромобилей инвестировать в технологию твердотельных батарей.

Крупные автопроизводители со штаб-квартирами в Северной Америке, такие как Tesla, General Motors и Ford, активно изучают партнерские отношения и инвестируют в исследования и разработки для внедрения твердотельных батарей в свои электромобили. Такое сотрудничество способствует инновациям и ускоряет коммерциализацию твердотельных батарей для автомобильных применений.

Государственные стимулы и правила выбросов также способствуют этой тенденции. В Северной Америке различные правительства предлагают стимулы и субсидии для содействия внедрению электромобилей, тем самым создавая благоприятную среду для роста рынка твердотельных батарей. Кроме того, строгие правила безопасности вынуждают автопроизводителей рассматривать твердотельные батареи из-за их изначально более безопасной конструкции по сравнению с литий-ионными батареями с жидким электролитом.

Ожидается, что тенденция ускоренного внедрения в электромобилях сохранится, при этом твердотельные батареи будут играть ключевую роль в формировании будущего устойчивого транспорта в Северной Америке.

Увеличение интеграции в потребительскую электронику

Еще одной заметной тенденцией на рынке твердотельных батарей в Северной Америке является увеличение интеграции твердотельных батарей в потребительскую электронику. Поскольку потребительский спрос на портативные устройства с увеличенным сроком службы батареи и возможностью более быстрой зарядки продолжает расти, производители обращаются к твердотельным батареям как к жизнеспособному решению для удовлетворения этих ожиданий.

Твердотельные батареи предлагают значительные преимущества для потребительской электроники, такой как смартфоны, ноутбуки, носимые устройства и многое другое. Они обеспечивают более высокую плотность энергии в меньших форм-факторах, что позволяет производителям разрабатывать более тонкие и легкие устройства без ущерба для срока службы батареи. Более того, твердотельные батареи по своей сути повышают безопасность, снижая риск инцидентов теплового разгона в потребительской электронике, что вызывает растущую обеспокоенность у потребителей.

Крупные технологические компании со штаб-квартирами в Северной Америке активно изучают технологию твердотельных батарей для своих продуктов. Эта тенденция обусловлена стремлением предлагать потребителям передовые устройства с улучшенными характеристиками производительности и безопасности. Ожидается, что переход на твердотельные батареи в потребительской электронике откроет новую эру портативных устройств с расширенными возможностями.

Поскольку производство твердотельных батарей расширяется, а производственные затраты снижаются, ожидается, что внедрение этих батарей в потребительскую электронику станет более распространенным, удовлетворяя растущие потребности технически подкованных потребителей в Северной Америке и за ее пределами.

Сегментные данные

Емкость

Сегмент от 20 до 500 мАч стал доминирующим игроком в 2022 году. Твердотельные батареи в этом сегменте применяются в смартфонах и планшетах, обеспечивая более длительный срок службы батареи и более быструю зарядку. Потребители в Северной Америке все чаще требуют портативные устройства с более длительным временем работы между зарядками, что делает твердотельные батареи ценным решением.

Имплантируемые медицинские устройства

Интернет вещей (IoT) стимулирует спрос на компактные, маломощные и долговечные батареи для различных датчиков и устройств. Твердотельные батареи в этом диапазоне емкости идеально подходят для питания узлов IoT, обеспечивая эффективный сбор и передачу данных.

Рынок твердотельных батарей Северной Америки в этом сегменте также включает новые приложения, такие как передовые носимые мониторы состояния здоровья, которые полагаются на надежные и компактные источники питания. Эти устройства могут отслеживать жизненно важные показатели, что делает их ценными как для потребителей, так и для поставщиков медицинских услуг.

Производители постоянно работают над повышением плотности энергии твердотельных батарей в этом сегменте, обеспечивая более длительное время работы устройств и снижая необходимость в частой подзарядке.

В заключение следует отметить, что сегмент рынка твердотельных батарей Северной Америки емкостью от 20 мАч до 500 мАч охватывает широкий спектр приложенийот бытовой электроники и медицинских устройств до датчиков IoT и новых технологий.

Аналитика приложений

Ожидается, что сегмент бытовой и портативной электроники будет испытывать быстрый рост в течение прогнозируемого периода. Сегмент бытовой электроники охватывает широкий спектр устройств, включая смартфоны, ноутбуки, планшеты, носимые устройства, наушники и многое другое. Этот сегмент характеризуется потребностью в компактных, высокоемких и безопасных источниках энергии для питания устройств, которые являются неотъемлемой частью повседневной жизни потребителей в Северной Америке.

Твердотельные батареи все чаще интегрируются в смартфоны и планшеты. Эти устройства требуют увеличенного срока службы батареи и более быстрого времени зарядки, чтобы соответствовать ожиданиям потребителей. Твердотельные батареи имеют потенциал для обеспечения более высокой плотности энергии, тем самым улучшая общее взаимодействие с пользователем за счет увеличения времени использования между зарядками.

Производители в этом сегменте постоянно стремятся повысить плотность энергии твердотельных батарей. Улучшенная плотность энергии означает более длительный срок службы батареи и повышенную производительность для бытовой электроники.

Твердотельные батареи предлагают потенциал для быстрой зарядки, удовлетворяя спрос потребителей на быстрые и удобные решения для зарядки. Возможность заряжать устройства быстрее является заметной тенденцией на этом рынке.

Сектор бытовой электроники обусловлен высоким спросом потребителей на инновационные и передовые продукты. Твердотельные батареи могут обеспечить конкурентное преимущество, обеспечивая улучшенный срок службы батареи и более быструю зарядку, что соответствует предпочтениям потребителей. Рынок потребительской электроники продолжает расширяться, постоянно появляются новые продукты и функции. Это дает производителям твердотельных аккумуляторов возможность предлагать энергетические решения, которые отвечают меняющимся потребностям потребителей.

Загрузить бесплатный образец отчета

Сведения о странах

Соединенные Штаты стали доминирующим игроком в 2022 году. Соединенные Штаты были в авангарде революции электромобилей (ЭМ), стимулируя рынок твердотельных аккумуляторов. Благодаря амбициозным государственным целям и стимулам по содействию внедрению ЭМ растет спрос на передовые технологии аккумуляторов, которые обеспечивают больший запас хода, более быструю зарядку и повышенную безопасность. Твердотельные аккумуляторы хорошо подходят для удовлетворения этих потребностей. Американские автопроизводители, такие как Tesla, General Motors и Ford, активно инвестируют в исследования и партнерства в области твердотельных аккумуляторов, чтобы получить конкурентное преимущество на рынке ЭМ.

Более того, Соединенные Штаты могут похвастаться надежной экосистемой исследовательских институтов, университетов и частных компаний, занимающихся развитием технологии твердотельных аккумуляторов. Правительственные гранты, исследовательские инициативы и венчурное финансирование стимулируют инновации и ускоряют разработку твердотельных батарей. Сотрудничество между академическими кругами и промышленностью способствует прорывам в материаловедении, производственных процессах и повышении безопасности. Эти значительные инвестиции в НИОКР позиционируют США как мирового лидера в технологии твердотельных батарей.

Кроме того, аэрокосмическая и оборонная промышленность США активно изучают твердотельные батареи для различных применений. Эти батареи обладают такими преимуществами, как уменьшенный вес, повышенная надежность и улучшенная безопасность, что делает их весьма привлекательными для космических аппаратов, беспилотных летательных аппаратов (БПЛА) и военной техники. Министерство обороны США осуществляет стратегические инвестиции в исследования и партнерства с целью использования технологии твердотельных аккумуляторов в своих оборонных системах, что создает значительные возможности для американских компаний, работающих в этом секторе.

Последние события

• В сентябре 2021 года Solid Power, известный разработчик технологии твердотельных аккумуляторов, завершила слияние с DCRC, компанией по приобретению специального назначения (SPAC), для упрощения своего публичного листинга. Это слияние позволило оценить Solid Power в существенные 1,2 млрд долларов США.

Ключевые игроки рынка

• QuantumScape Corporation
• Wildcat Discovery Technologies 
• Sila Nanotechnologies
• Системы хранения ионов
• 24M Technologies
• Seeo, Inc.
• Amprius Technologies
• Enevate Corporation
• Excellatron Solid State, LLC
• SolidEnergy Systems