Tamaño del mercado de baterías de litio y azufre, participación, crecimiento y análisis de la industria por tipo (batería de litio y azufre totalmente sólida, batería de litio y azufre semisólida) por aplicación (automotriz, electrónica, energía, aeroespacial y defensa, otras) Perspectivas regionales y pronóstico de 2026 a 2035

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DESCRIPCIÓN GENERAL DEL MERCADO DE BATERÍAS DE LITIO Y AZUFRE

Se espera que el mercado mundial de baterías de litio y azufre aumente desde aproximadamente 25 200 millones de dólares en 2026, en camino de alcanzar los 105 mil millones de dólares en 2035, creciendo a una tasa compuesta anual del 20 % entre 2026 y 2035. Asia-Pacífico lidera con una participación del 45 al 50 % en proyectos piloto y de producción en etapas iniciales; Europa y América del Norte poseen entre un 40% y un 45% de inversiones combinadas en I+D y aplicaciones especializadas.

La movilidad eléctrica y el sistema de almacenamiento de energía de respaldo que la acompaña se han convertido en otro factor que impulsa el crecimiento del mercado en este sector, especialmente en el aeroespacial y la defensa. El crecimiento del mercado se ha visto acelerado aún más por las agencias gubernamentales que ofrecen incentivos y las organizaciones que reciben financiación para la investigación de proyectos que transferirán nuevas tecnologías de baterías al mercado.

Incluso con muchos aspectos positivos para la comercialización, generan barreras con un ciclo de vida prolongado, pérdida de capacidad con el tiempo y pérdidas de polisulfuro que aumentan en su ineficiencia para lograr un muy buen desempeño en condiciones desfavorables. Sin embargo, los recientes avances en la tecnología de materiales, como la nanotecnología o los electrolitos de estado sólido y los cátodos compuestos de azufre, pueden contribuir en cierta medida a estos problemas y, por tanto, a la estabilidad y el rendimiento a largo plazo de la batería.

Por lo tanto, la iluminación con baterías de litio-azufre está en vías de rápido desarrollo, principalmente porque los avances en las ciencias de los materiales han convertido las probabilidades desfavorables para la adopción comercial en favorables en un futuro muy cercano.

HALLAZGOS CLAVE

PANDEMIA DE COVID-19

Aparición de nuevas variantes Cambio hacia la resiliencia y la preparación

La pandemia mundial de COVID-19 no ha tenido precedentes y ha sido asombrosa, y el mercado ha experimentado una demanda inferior a la prevista en todas las regiones en comparación con los niveles previos a la pandemia. El repentino crecimiento del mercado reflejado por el aumento de la CAGR es atribuible al crecimiento del mercado y al regreso de la demanda a niveles prepandémicos.

No hay duda de que la pandemia de COVID-19 ha deformado gravemente la naturaleza de lo que constituye la economía global, los sistemas de salud, las industrias y los aspectos cotidianos de la vida. Infectó a millones y puso de rodillas a todas las infraestructuras médicas del mundo. Por lo tanto, la imposición de cierres, prohibiciones de viaje y medidas de distanciamiento social perturbó gravemente los negocios, la educación y la vida social. Durante todo el período hubo una grave falta de disponibilidad de algunos requisitos sanitarios básicos, incluidos medicamentos, camas y mano de obra, para el buen funcionamiento del sistema de salud. Hubo una loca lucha en las compañías farmacéuticas y los centros de investigación para desarrollar una vacuna y un tratamiento.

Por otro lado, hubo una colaboración científica masiva con el fin de competir, lo que condujo al rápido desarrollo e introducción de vacunas en un tiempo increíblemente corto. La vacunación para 2021 logró controlar varias infecciones en diferentes países, pero aún existían desafíos crecientes para monitorear la infección con la llegada de nuevas variantes y la disminución de la vacunación. El enfoque de todas las naciones ha cambiado después de las pandemias con respecto a las nociones de resiliencia, sostenibilidad y preparación. Los gobiernos y las empresas comerciales centran sus fondos en inversiones orientadas a infraestructura sanitaria, gestión de crisis y soluciones basadas en tecnología en un intento por evitar futuras contramedidas globales.

TENDENCIAS DEL MERCADO

Rápido cambio de capacidad hacia la electrólisis de estado sólido

La electrólisis de estado sólido para baterías de litio y azufre es una de las nuevas tendencias en la industria que está interesada en hacer que las baterías sean estables y duraderas. De hecho, las baterías normales de litio y azufre tienden a sufrir pronto una rápida pérdida de capacidad debido a los efectos lanzadera del polisulfuro. Por lo tanto, se ha hecho mayor hincapié en reemplazar las sales electrolíticas con materiales electrolíticos sólidos en lugar de electrolitos líquidos, en los que la capacidad de ciclo de la batería mejora en gran medida con la densidad de energía y la seguridad. Esta tendencia promete un rápido ritmo de comercialización que hará que el litio-azufre tenga una fuerte posición competitiva para aplicaciones en vehículos eléctricos, aeroespacial y almacenamiento de energías renovables.

• Según el Departamento de Energía de EE. UU. (DOE), el 41% de los laboratorios de investigación de baterías en EE. UU. han iniciado proyectos piloto utilizando tecnología de litio-azufre en 2024.

• La Alianza Europea de Baterías (EBA) informó que el 36% de los fabricantes europeos de vehículos eléctricos están probando baterías Li-S para aplicaciones de vehículos eléctricos livianos.

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SEGMENTACIÓN DEL MERCADO DE BATERÍAS DE LITIO AZUFRE

Por tipo

• Batería totalmente sólida de litio y azufre: las baterías de litio y azufre sólidas son aquellas que esencialmente utilizan electrolitos sólidos en lugar de líquidos o en gel. La estabilidad térmica y la seguridad con un ciclo de vida prolongado se limitan al número de fugas de electrolito y al número de formaciones de dendritas. Este tipo de batería encuentra aplicaciones en áreas que van desde aplicaciones de alta seguridad y vida útil prolongada, como la aeroespacial, hasta sistemas de defensa y almacenamiento de energía.

• Batería semisólida de litio y azufre: el uso de gel o electrolitos semisólidos aumenta la conductividad iónica y minimiza las desventajas de los electrolitos líquidos. Producción y mejora de la densidad y estabilidad energética en el caso de la electrónica de consumo, los vehículos eléctricos y el almacenamiento de energías renovables. Se vuelve más fácil fabricar e incorporar tecnologías de baterías en los procesos de fabricación actuales.

Por aplicación

• Automoción: las baterías de litio-azufre, que están estrechamente relacionadas con las químicas anteriores, son una alternativa obvia para los vehículos eléctricos y los híbridos, ya que prometen densidades de energía significativamente mayores que las de las baterías de iones de litio. El aumento del alcance significará paquetes de baterías más ligeros y que costarán menos.

• Electrónica: los productos electrónicos portátiles que utilizan celdas de energía pequeñas, altamente eficientes y duraderas incluyen teléfonos inteligentes, computadoras portátiles y otros dispositivos portátiles. Posibles fuentes de energía para reemplazar las baterías de iones de litio en la electrónica de consumo de próxima generación.

• Energía: fundamental para las soluciones de almacenamiento en red y la integración de energías renovables, especialmente para las fuentes solares y eólicas. Mayor capacidad y rentabilidad, teniendo así un futuro brillante en plantas muy grandes en E.

• Aeroespacial y defensa: las características de peso ligero y alta densidad de energía de este tipo de batería la hacen aplicable en satélites, vehículos aéreos no tripulados (UAV) y almacenamiento de energía de grado militar para soldados. Ofrece años de funcionamiento duraderos y menos contratiempos para misiones espaciales y otras aplicaciones de defensa.

• Otros: incluye determinadas aplicaciones especializadas, como dispositivos médicos, equipos industriales y soluciones energéticas para investigación. Interés creciente por las aplicaciones marinas junto con las soluciones de energía solar fuera de la red.

DINÁMICA DEL MERCADO

La dinámica del mercado incluye factores impulsores y restrictivos, oportunidades y desafíos que indican las condiciones del mercado.

Factores impulsores

La naturaleza liviana de las baterías Li-S mejora la economía de combustible y el rendimiento

Las baterías Li-S son cinco veces más densas que las baterías de iones de litio estándar, por lo que son muy buenas para su uso en automóviles eléctricos, aeroespacial y electrónica portátil. La naturaleza liviana de las baterías Li-S ofrece grandes ventajas para la economía de combustible en aviones y la autonomía en vehículos eléctricos, lo que las convierte en una excelente opción para la tecnología de baterías de próxima generación.

• Según el Laboratorio Nacional de Energía Renovable (NREL) de EE. UU., el 45% de las iniciativas de investigación de vehículos eléctricos utilizan baterías Li-S para mejorar la densidad de energía y reducir el peso del vehículo.

• La Asociación Japonesa de Baterías (JBA) afirma que el 38% de los proyectos aeroespaciales japoneses emplean tecnología Li-S para aplicaciones de drones y vehículos aéreos no tripulados de alto rendimiento.

Demanda creciente de almacenamiento de energía sostenible y altamente económico

Las baterías de Li-S utilizan el abundante mineral azufre, en comparación con el níquel y el cobalto, lo que se ha convertido en un precio que aumenta la escasez en las baterías de iones de litio; por lo tanto, se reducen los costos y también se considera cualquier impacto ambiental. Con toda la atención ahora puesta en el almacenamiento de energía y la neutralidad de carbono, las industrias y los gobiernos están trabajando para promover el desarrollo del Li-S para satisfacer la demanda de fuentes de energía que sean limpias, eficientes y económicamente sólidas.

Factor de restricción

Ciclo de vida deficiente y degradación de la capacidad Viabilidad comercial limitada

El mecanismo de lanzadera de polisulfuro (las especies de azufre disueltas que migran entre los dos electrodos, lo que provoca la pérdida de materiales activos y una vida útil reducida de las baterías) ha provocado la rápida disminución de la capacidad de las baterías de litio-azufre (Li-S). Dado que las baterías de Li-S tienen un ciclo de vida corto, no se puede confiar en ellas en aplicaciones a largo plazo, como vehículos eléctricos y almacenamiento en red. La mayor frecuencia de reemplazo de las baterías Li-S aumenta los costos, lo que dificulta su adopción y comercialización masiva.

• Según la Comisión Electrotécnica Internacional (IEC), el 27% de los fabricantes de baterías citan el ciclo de vida limitado de las baterías de Li-S como una barrera técnica.

• La Administración de Pequeñas Empresas de EE. UU. (SBA) informa que el 23 % de los desarrolladores de baterías más pequeñas enfrentan altos costos de producción al ampliar la tecnología de baterías Li-S.

La creciente demanda de vehículos eléctricos aumentó el potencial de comercialización de las baterías Li-S

Oportunidad

La necesidad de baterías livianas y de alta densidad energética surge debido a la mayor demanda de vehículos eléctricos (EV), aplicaciones aeroespaciales y almacenamiento de energía renovable. Existen grandes oportunidades para la megacomercialización de estas baterías en los dos sectores: las baterías de Li-S tienen un alto potencial de capacidad de almacenamiento junto con un bajo costo en comparación con las baterías de iones de litio.

• Según la Comisión Europea y el Centro Común de Investigación (JRC), el 31% de los programas de investigación prevén integrar baterías de Li-S en buques marítimos híbridos.

• El Instituto Nacional de Estándares y Tecnología (NIST) informa que el 29% de los proyectos de energía renovable tienen como objetivo utilizar baterías Li-S para aplicaciones de almacenamiento a nivel de red.

El efecto lanzadera del polisulfuro y la rápida degradación de la capacidad limitan la adopción a gran escala en aplicaciones de alto ciclo

Desafío

El principal desafío que enfrentan las baterías de Li-S incluye un ciclo de vida deficiente y una degradación de la capacidad debido a la rápida disminución del rendimiento asociada al efecto lanzadera del polisulfuro. La aceptación a gran escala aún no se ha materializado debido a una mejora insuficiente en los materiales de electrolitos y electrodos, lo que limita aún más la comercialización en áreas de aplicaciones de alto ciclo como los vehículos eléctricos y el almacenamiento en red.

• Según la Asociación Internacional de Baterías (IBA), el 25% de los desarrolladores de baterías enfrentan desafíos a la hora de estabilizar los cátodos de Li-S para lograr una confiabilidad a largo plazo.

• El Departamento de Energía de EE. UU. (DOE) señala que el 22 % de los laboratorios encuentran problemas de seguridad durante las pruebas de baterías Li-S de alta capacidad.

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PERSPECTIVAS REGIONALES DEL MERCADO DE BATERÍAS DE LITIO Y AZUFRE

América del norte

La investigación y el desarrollo del mercado de baterías de litio y azufre de los Estados Unidos están respaldados por enormes fondos gubernamentales, incluidos el DOE y el DoD. Organizaciones destacadas, como la Universidad de Stanford y el Laboratorio Nacional Argonne, están llevando a cabo importantes trabajos para mejorar la duración y la estabilidad de la batería en Li-S. La creciente demanda de vehículos eléctricos y aplicaciones de sistemas aeroespaciales y de defensa también está impulsando las soluciones de baterías de próxima generación. De aquí en adelante es un área bastante confusa para cualquier comercialización importante, ya que los científicos de Li-S, en su mayor parte, todavía están descubriendo las tecnologías a seguir, dando paso a las pruebas.

Europa

En Europa, se presta considerable atención a las soluciones energéticas sostenibles y a las innovaciones en la tecnología de baterías para vehículos eléctricos, y los gobiernos han brindado mucho apoyo a los objetivos de energía verde y carbono neto cero. Alemania, Francia y el Reino Unido están financiando iniciativas para volverse menos dependientes de las sustancias químicas importadas de las baterías de iones de litio. BMW, Volkswagen y Renault están llevando a cabo proyectos de investigación sobre la tecnología Li-S para vehículos eléctricos más ligeros y de mayor autonomía. Los mandatos medioambientales europeos y la financiación destinada a la investigación en baterías podrían acelerar la comercialización de baterías Li-S en el futuro.

Asia

China domina el mercado de baterías de litio-azufre y está invirtiendo fuertemente en la investigación y el desarrollo de baterías Li-S, respaldadas por programas gubernamentales como Made in China 2025. El interés de Japón y Corea del Sur genera avances hacia tecnologías de baterías de próxima generación con baterías Li-S, donde tienen su sede conocidos fabricantes de baterías como Panasonic, LG Energy Solution y Samsung SDI.

El telón de fondo en Asia está dominado por los vehículos electrificados, la demanda del mercado de almacenamiento de energía renovable y la creciente audiencia de productos electrónicos; Posteriormente, Japón y Corea del Sur, que cuentan con empresas de baterías de talla mundial como Panasonic, LG Energy Solution y Samsung SDI, han dirigido sus esfuerzos hacia las tecnologías de baterías de nueva generación, incluidas las baterías Li-S.

JUGADORES CLAVE DE LA INDUSTRIA

Muchas empresas e institutos de investigación están avanzando en tecnologías de baterías de litio-azufre (Li-S) para hacerlas comercialmente viables. OXIS Energy, una empresa del Reino Unido, fundada a principios de la década de 1990 como pionera en baterías Li-S para vehículos aeroespaciales, de defensa y eléctricos, hoy ha ido a la deriva después de muchos avances en la mejora del rendimiento de las baterías. Esta empresa dejó de operar en 2021 debido a limitaciones financieras, pero ha sentado las bases de investigación para futuros avances. Otras grandes empresas como Panasonic, LG Energy Solution o Samsung SDI invierten en la investigación de baterías de próxima generación, incluida la tecnología Li-S, entre otros desarrollos. La estrategia principal se centra en el desarrollo de nuevas tecnologías de baterías, abriendo así alternativas a las baterías de iones de litio existentes.

• OXIS Energy (OXIS): Según el Centro de Propulsión Avanzada del Reino Unido, OXIS Energy proporciona células Li-S a más del 40% de los proyectos de investigación aeroespacial del Reino Unido.

• Sion Power: El Departamento de Energía de EE. UU. (DOE) informa que Sion Power suministra aproximadamente el 35 % de los programas de vehículos aéreos no tripulados de EE. UU. con tecnología de batería Li-S.

Lista de las principales empresas de baterías de litio y azufre

• OXIS Energy (OXIS) (United Kingdom)
• Sion Power (United States)
• Amicell Industries (South Korea)
• Quallion (United States)
• EEMB Battery (China)
• Sony (Japan)
• Johnson Controls Battery (United States)
• SANYO Energy (Japan)
• Panasonic (Japan)
• Ener1 (United States)
• Uniross Batteries (France)
• Valence Technology (United States)
• Enerdel (United States)
• A123 Systems (United States)
• Exide Technologies (United States)
• SouthWest Electronic Energy Group (United States)

DESARROLLO CLAVE DE LA INDUSTRIA

La empresa conjunta de Zeta Energy y Stellantis del 5 de diciembre de 2024 llamada ZEDGE optó por un acuerdo de desarrollo de coasociación, que fue un evento característico en los anales del desarrollo electrónico de vehículos eléctricos.

COBERTURA DEL INFORME

El Informe de mercado de Baterías de litio-azufre (Li-S) cubre la industria de manera integral con sus diversas dimensiones que incluyen tendencias del mercado, impulsores importantes, desafíos y oportunidades de crecimiento en el futuro. Más sobre esto, explora la creciente necesidad de baterías de alta densidad energética, especialmente en vehículos eléctricos (EV), así como para el almacenamiento de energía aeroespacial, de defensa y renovable. En el informe también se analizan los avances tecnológicos, incluido el paso a electrolitos de estado sólido para mejorar la vida útil y la estabilidad del ciclo de la batería.

En el informe también se analizan los ciclos de vida deficientes, la degeneración de la capacidad y los desafíos de escalabilidad que limitan la adopción a gran escala. Analiza las tendencias de inversión, las políticas gubernamentales y la investigación y el desarrollo para abordar todas esas barreras. Las perspectivas previstas estiman un potencial de crecimiento con algunas perspectivas prometedoras de comercialización a medida que la tecnología continúa mejorando la eficiencia, la durabilidad y la rentabilidad.