سوق أنودات السيليكون - حسب المادة ونوع البطارية والتطبيق - التوقعات العالمية، 2025-2034

حجم سوق أنودات السيليكون

بلغت قيمة سوق أنودات السيليكون العالمية 4.9 مليار دولار أمريكي في عام 2024 ، مع توقعات بالوصول إلى 9.7 مليار دولار أمريكي بحلول عام 2034 ، بمعدل نمو سنوي مركب قدره 7.1٪. أنود السيليكون هو مادة بطارية متقدمة تستخدم في الغالب في بطاريات الليثيوم أيون لتعزيز كثافة الطاقة والأداء. السيليكون قادر نظريا على تقديم ما يقرب من 3,600 مللي أمبير / جم ، أي ما يقرب من عشرة أضعاف أنودات الجرافيت القياسية التي يمكن أن توفر 372 مللي أمبير / جم فقط.

هذه قفزة عملاقة في تطوير تقنيات تخزين الطاقة المحسنة. يعد سوق السيارات الكهربائية (EV) المتطور باستمرار أحد محركات الطلب الرئيسية على مواد البطاريات عالية الأداء. تنص وكالة الطاقة الدولية على أن مبيعات السيارات الكهربائية تجاوزت 14 مليون وحدة في عام 2023. يتوقعون أن تصل المبيعات إلى 17 مليونا بحلول نهاية عام 2024. يؤدي هذا التغيير المذهل نحو اعتماد المركبات الكهربائية إلى زيادة الطلب على بطاريات أكثر كفاءة توفر نطاقات أطول بالإضافة إلى شحنا أسرع - وكلاهما يمكن تحقيقه من خلال أنودات السيليكون.

مع نمو سوق السيارات الكهربائية ، يجب أن تنمو كثافة طاقة البطارية لتلبية متطلبات العملاء في وقت واحد. حددت وزارة الطاقة الأمريكية (DOE) بالفعل هدفا يتمثل في كثافة طاقة تبلغ 500 واط / كجم لبطاريات المركبات الكهربائية في برنامج Battery500 Consortium ، وهو أكبر بكثير مما يحمله الليثيوم أيون الحالي. ستساعد مواد أنود السيليكون بالتأكيد في تحقيق هذا الهدف لأن لديها مسارا واضحا لزيادة تقنيات تخزين السعة. هذا الهدف أكثر قابلية للتحقيق مع انخفاض تكاليف بطاريات الليثيوم أيون ، والتي ، وفقا لتقديرات مكتب تقنيات المركبات التابع لوزارة الطاقة الأمريكية ، انخفضت أسعارها بنسبة 89٪ بين عامي 2008 و 2022. تجعل التكلفة المنخفضة من المجدية اقتصاديا إدخال مواد الجيل التالي مثل السيليكون ، وبالتالي تعزيز استيعاب السوق. 

كل هذه التغييرات مدعومة بالسياسات والتدخلات الحكومية.  يشجع الاتحاد الأوروبي Fit for 55 حزمة وقانون خفض التضخم الأمريكي على أهداف المركبات عديمة الانبعاثات جنبا إلى جنب مع إنتاج البطاريات المحلية ، وبالتالي زيادة الطلب بشكل غير مباشر على مواد الأنود عالية الأداء. في الوقت نفسه ، تعمل مبادرات البحث والتطوير الحكومية مثل البحث والتطوير المتقدم للبطاريات التابعة لوزارة الطاقة على تسهيل البحث على أنودات السيليكون - على سبيل المثال ، المركبات ذات البنية النانوية للتخفيف من التوسع والتدهور. يحفز التقارب بين السياسات والتقنيات ومحركات السوق التنمية في سوق أنود السيليكون العالمي.

اتجاهات سوق أنودات السيليكون

• تكامل بطاريات الحالة الصلبة: يتسارع اعتماد أنودات السيليكون في بطاريات الحالة الصلبة بسبب كثافة الطاقة الاستثنائية وخصائص الأمان. تعتبر بطاريات الحالة الصلبة أيضا مجالا رئيسيا للاهتمام في التحدي الكبير لتخزين الطاقة التابع لوزارة الطاقة (DOE) ، نظرا لقدرتها على التفوق على أنظمة الليثيوم أيون المعاصرة ، متجاوزة أنظمة السيليكون الموجودة في معايير الاستخدام السائدة. يزيد تكامل السيليكون مع الإلكتروليتات الصلبة من الحدود الداعمة لمعماريات الجيل التالي من البطاريات.
  
• تغيير في السياسات المتعلقة بالتصنيع المحلي للبطاريات: لتقليل الاعتماد على سلاسل التوريد الخارجية ، تعمل الحكومات على تعزيز الإنتاج المحلي للمكونات المتقدمة بما في ذلك الأنود القائم على السيليكون. كجزء من قانون البنية التحتية من الحزبين ، تم تخصيص أكثر من 7 مليارات دولار أمريكي لتحصين سلسلة توريد مواد البطاريات في الولايات المتحدة. وبالتالي ، فإن الابتكار ونمو القدرة على تصنيع أنودات السيليكون داخل الحدود.
  
• الأنودات القائمة على السيليكون من خلال الهيكلة النانوية وابتكارات المواد المركبة: مكرسة المحاولات البحثية لحل مشكلة التمدد الحجمي للسيليكون عند الخضوع لدورات الشحن والتفريغ. يخضع السيليكون النانوي الهيكلي ، المقوى بمركب من السيليكون والكربون ، للتصنيع الدقيق من أجل التشكيل الدقيق ويزعم أن إطار السيليكون القوي يحصل على دعم مكتب العلوم التابع لوزارة الطاقة ، وبالتالي زيادة قوة تحمل الدورات التي يزعم أنها تبطئ قياسات شريان الحياة المزعومة ، وبالتالي فإن هذه الإنجازات تضفي تجاريا حلولا لتحسين دورة الحياة إلى جانب الموثوقية.
  

تأثير التعريفات الجمركية

تؤثر التعريفات بشكل كبير على سوق أنودات السيليكون العالمية ، خاصة بسبب الأهمية المتزايدة للمادة في الجيل التالي من بطاريات الليثيوم أيون. نظرا لأن دولا مثل الولايات المتحدة والصين تفرض أو تعدل تعريفات جمركية على المواد الخام ، مثل معدن السيليكون أو المكونات ذات الصلة ، يواجه المصنعون تكاليف إنتاج متقلبة. يمكن لهذه الحواجز التجارية أن تعطل سلاسل التوريد ، وتزيد الأسعار ، وتحد من القدرة التنافسية لبعض اللاعبين ، وخاصة الشركات الصغيرة أو الناشئة.

يمكن أن تؤدي التعريفات الجمركية المرتفعة على السيليكون المستورد أو المواد المستخدمة في البطاريات من آسيا - وهي مركز إنتاج مهيمن - إلى زيادة التكاليف للمصنعين في أمريكا الشمالية وأوروبا ، مما قد يؤدي إلى إبطاء اعتماد تقنيات أنود السيليكون. وعلى العكس من ذلك، قد تشجع التعريفات أيضا الاستثمار المحلي وتطوير سلسلة التوريد المحلية لتقليل الاعتماد على الواردات.

بالنسبة للشركات الناشئة التي تحركها الابتكار ، يخلق عدم اليقين في التعريفات مخاطر إضافية ، مما قد يردع المستثمرين ويبطئ التسويق. في المقابل ، قد تتكيف الشركات الأكبر حجما ذات سلاسل التوريد المتنوعة بسهولة أكبر. في النهاية ، بينما تهدف التعريفات الجمركية إلى حماية الصناعات المحلية ، فإن وجودها في السوق يمكن أن يخلق تحديات وفرصا اعتمادا على الاستراتيجيات الإقليمية ووضع السوق.

تحليل سوق أنودات السيليكون

يتم تقسيم السوق حسب المواد إلى جزيئات السيليكون النانوية ، والأسلاك النانوية / الأنابيب النانوية من السيليكون ، ومركبات الكربون السيليكون ، وأكسيد السيليكون / SiOx ، وأغشية رقيقة من السيليكون وغيرها. شكلت مركبات كربون السيليكون 30٪ من حصة السوق في عام 2024.

• تقود مركبات السيليكون والكربون قطاع أنود السيليكون نظرا لاستقرارها الهيكلي الاستثنائي وأداء الدورة ، مما يحل مشكلة التمدد الحجمي الذي يحدث في السيليكون النقي أثناء دورات تفريغ الشحنة. توفر المواد المركبة موصلية كهربائية أفضل ومتانة ميكانيكية ، وبالتالي فهي واعدة تجاريا لبطاريات الليثيوم أيون عالية الأداء.
  
• تعد قدرة مصفوفة الكربون على تخزين تمدد السيليكون مع الاحتفاظ بالتوصيل ضرورية لبطاريات EV المستقبلية ، والتي تتطلب أداء مستقرا وطويل الدورة.

بناء على نوع البطارية ، يتم تقسيم سوق أنودات السيليكون إلى بطاريات ليثيوم أيون وبطاريات ليثيوم بوليمر وبطاريات الحالة الصلبة وغيرها. شكلت بطاريات الليثيوم أيون 58.3٪ من السوق في عام 2024.

• يتوسع استخدام أنودات السيليكون في الموانئ بسبب السيارات الكهربائية والإلكترونيات المحمولة وصناعات أنظمة تخزين الطاقة لأن بطاريات الليثيوم أيون تهيمن على سوق الموانئ.
  
• يمكن دمج استخدام أنودات السيليكون جنبا إلى جنب مع بطاريات الليثيوم أيون في الأنظمة الحالية الحالية مع الحد الأدنى من التعديلات على عمليات التصنيع.
  
• توفر بطاريات الليثيوم أيون التي تستخدم أنودات السيليكون للحام نطاقات قيادة متزايدة وطول عمر الجهاز. والسبب وراء ذلك هو الطاقة الحرجة وتعزيز الكثافة العددية ، وزيادة فعالية النطاق ، والعمر الطويل للجهاز.
  
• تدعم التحسينات المستمرة في الإصدارات المتاحة تجاريا والقابلة للتطوير من خلايا الليثيوم أيون المحسنة باستخدام مزيج الأنود القائم على السيليكون تسويقها وقابليتها للتوسع.
  
• تتيح تقنية أنود السيليكون تغيير الأقطاب الكهربائية باستخدام تقنيات أنود السيليكون لأن تقنيات الأنود هذه تتطلب تغييرات ، وتخلق سليكات مرتبطة في أقطاب كهربائية ، وإنشاء طرق ، وتحديد الخطوط العريضة لاستخدام العديد من أقطاب الجرافيت القابلة للاستلهام ، والتي تتشكل هيكليا باستخدام السيليكون المستعبدين. 
  

بناء على التطبيق ، يتم تقسيم سوق أنودات السيليكون إلى سيارات كهربائية وإلكترونيات استهلاكية وأنظمة تخزين الطاقة والأجهزة الطبية والفضاء والدفاع وغيرها. تحتل السيارات الكهربائية المكانة المهيمنة في السوق في عام 2024.

• تمتلك صناعة السيارات أكبر حصة سوقية لأنودات السيليكون نظرا لاستخدامها المتزايد في السيارات الكهربائية بالكامل التي تتطلب بطاريات طاقة متقدمة عالية الكثافة توفر مدى قيادة طويلا. 
  
• تعتبر مركبات السيليكون داخل بطاريات السيارات الكهربائية ضرورية لأن هذه المركبات توفر زيادة في السعة بمقدار عشرة أضعاف تقريبا مقارنة بالجرافيت التقليدي ، مما يحسن بشكل كبير من أداء بطارية EV. 
  
• يتعاون مصنعو السيارات بنشاط مع موردي المواد والبطاريات لدمج أنودات السيليكون في الجيل القادم من منصة EV. 
  
• تسعى صناعة السيارات دائما إلى تحسين قيمة دورة حياة السيارة ، وكفاءة الشحن عالية السرعة ، والأداء العام ، والتي يمكن تبسيطها باستخدام مواد الأنود القائمة على السيليكون. 
  
• تقود مستويات الاستثمار العالية في البنية التحتية للسيارات الكهربائية وتطوير البطاريات والابتكار تطبيقات المركبات مما يجعل القطاع الأساسي لاعتماد وتسويق تقنيات أنود السيليكون.

يبلغ حجم سوق أنودات السيليكون في الولايات المتحدة 1 مليار دولار أمريكي في عام 2024.

• تكتسب الولايات المتحدة زخما في سوق أنود السيليكون في أمريكا الشمالية. ويدعم ذلك الدعم الفيدرالي القوي المقدم لتصنيع البطاريات المحلية من خلال برامج مثل قانون البنية التحتية من الحزبين وقانون خفض التضخم. يشجع هذان القانونان الاقتصاد الأمريكي نحو مزيد من تطوير البطاريات المتطورة والمركبات الكهربائية.
  
• إن الطلب من صناعة السيارات الكهربائية في الولايات المتحدة جنبا إلى جنب مع استثمارات البحث والتطوير المتقدمة ، جنبا إلى جنب مع العديد من مصنعي السيارات والبطاريات ، يخلق ابتكارا في المنطقة ويدمج تجاريا أنودات السيليكون.
  
• أيضا ، أدى عدد متزايد من المستهلكين الذين يبحثون عن شحن أسرع وسيارات كهربائية طويلة المدى إلى زيادة الحاجة إلى مواد بطاريات عالية الأداء. تعمل هذه التحولات الناشئة على تكثيف اهتمام مصنعي المعدات الأصلية والموردين تجاه أنودات السيليكون ، بما يتماشى مع توقعات استدامة السوق المتزايدة في الولايات المتحدة.
  

حصة سوق أنودات السيليكون

يتم توحيد سوق أنودات السيليكون مع شركات مثل Sila Nanotechnologies و Amprius Technologies و Wacker Chemie و Enovix و Enevate Corporation التي تعزز وظائف المواد وقابلية توسع الإنتاج المتنافسة. ينصب تركيز المنافسة في المقام الأول على زيادة كثافة الطاقة ودورة الحياة وقابلية التصنيع مع خطوط إنتاج بطاريات الليثيوم أيون الحالية. تستمر الابتكارات في تطوير حلول لمشاكل التوسع الحجمي للسيليكون ضمن قيود المتطلبات الهندسية للسيارات الكهربائية والإلكترونيات الاستهلاكية المحمولة.

شركات سوق أنودات السيليكون

تعمل Sila Nanotechnologies على مواد الأنود المركبة الجديدة المهيمنة على السيليكون والتي تحل محل أنودات الجرافيت التقليدية في بطاريات الليثيوم أيون ويمكن أن تحقق كثافة طاقة أعلى بكثير. ينصب تركيزهم الأساسي على السيارات والإلكترونيات الاستهلاكية ، لكنهم يعتزمون أيضا توسيع نطاق التصنيع تجاريا من خلال مصانع الإنتاج المحلية في الولايات المتحدة.

تطبق Amprius Technologies هيكل أسلاك نانوية من السيليكون للتميز في تطوير أنودات السيليكون عالية السعة. تلبي هذه المواد المتطلبات الهامة لكثافة الطاقة ووقت الشحن اللازم للطيران الكهربائي والطائرات بدون طيار والأجهزة القابلة للارتداء عالية الأداء. لا يزالون في مرحلة الإنتاج التجريبي لكنهم يخططون للتحول نحو التصنيع على نطاق واسع.

تقوم Wacker Chemie بإنتاج وتطوير السيلانات عالية النقاء وصوامع البوليمر جنبا إلى جنب مع تقديم خدمات الأنودات القائمة على السيليكون لبطاريات الجيل الجديد. تجمع Wacker بين معرفتها في كيمياء المواد وتسويق العمليات الصناعية لتلبية احتياجات السوق المزدهرة لمنتجي البطاريات ومعاهد البحوث.

تقوم Enovix بتطوير بطاريات الليثيوم أيون الخاصة بها بأنودات السيليكون النشطة بالكامل بناء على تصميم بطارية معدل يعالج مشكلة التمدد. أسواقها المستهدفة هي تطبيقات متنقلة وقابلة للارتداء ، مع هدف كثافة طاقة حجمي متطور ودورة حياة طويلة الأمد.

تكرس شركة Enevate Corporation جهودها لإنشاء أنودات مركبة سائدة على السيليكون لبطارية ليثيوم أيون فائقة السرعة. يوفر حلها كثافة طاقة أكبر وأوقات شحن أقل ، وبالتالي فهو مناسب تماما للسيارات الكهربائية. تعمل الشركة مع شركاء البطاريات والسيارات لتنفيذ تقنيتها عبر المنصات الرئيسية.

أخبار صناعة الأنودات السيليكون

• مايو 2025 ، أبلغت BASF و Group14 Technologies عن حل مطور بالكامل لبطاريات أنود السيليكون يتضمن الموثق الموثوق ل BASF و SCC55 من المجموعة 14. لقد وصلوا إلى معالم ملحوظة تضمنت الشحن السريع بكثافة طاقة عالية ، وأكثر من 500 دورة عند 45 درجة مئوية ، وتسريع اعتماد بطارية السيليكون.
  
• مايو 2025 ، انضمت شركة Himadri Special Chemicals إلى شركة Sicona Battery Technologies الأسترالية لتأسيس أول مصنع لأنود السيليكون والكربون في الهند. وركزت الشراكة على تسويق وتوطين تقنية SiCx من سيكونا التي تعمل على تحسين بطاريات الليثيوم أيون مع زيادة كثافة الطاقة بنسبة 20٪ وزيادة كفاءة الشحن بنسبة 40٪.
  
• مايو 2025 ، جمعت Volt14 ، وهي شركة ناشئة في مجال تكنولوجيا البطاريات ، 1.87 مليون دولار أمريكي من تمويل ما قبل السلسلة A الموجه نحو زيادة إنتاج الأنودات الغنية بالسيليكون وتوسيع نطاق الطاقم الفني في التحضير للإطلاق التجاري لمواد البطاريات من الجيل التالي.
  
• مارس 2025 ، قامت Amprius Technologies بشحن خلية أنود السيليكون الأسطوانية 6.3Ah 21700 SiCore إلى شركة LEV المدرجة في قائمة Fortune 500. تم تقييم الخلية بناء على توفير كثافة طاقة تبلغ 315 واط / كجم مع عمر 800 دورة وسعة إضافية بنسبة 25٪ من الخلايا الأساسية 5.0 أمبير في الساعة.
  
• فبراير 2025 ، عملت NEO Battery Materials مع Rockwell Automation على أتمتة منشأة أنود السيليكون الجديدة التي يبلغ وزنها 240 طنا من Neo والواقعة في وندسور ، أونتاريو. الهدف هو التنافس على فجوات سلسلة التوريد في شمال شرق أمريكا بقدرات متقدمة / تصنيعية قابلة للتطوير.
  
• يناير 2025 ، سلطت مواد بطارية NEO الضوء بإعلان بشأن خطط بناء أول مصنع أنود سيليكون متقدم في أونتاريو في كندا ، والذي من المتوقع أن يبلغ إنتاجه 5,000 طن سنويا. 
  
• نوفمبر 2024 ، أنهت مجموعة POSCO مصنع مواد أنود السيليكون في بوهانج. بسعة سنوية تبلغ 550 طنا ، يمكنها الآن دعم إنتاج 275,000 سيارة كهربائية. أكمل هذا الإنجاز عملية إنتاج أنود السيليكون الكاملة ، مما زاد من القدرة التنافسية لمواد البطاريات من الجيل التالي.
  

يتضمن تقرير أبحاث سوق أنودات السيليكون تغطية متعمقة للصناعة مع تقديرات وتوقعات من حيث الإيرادات بمليار دولار أمريكي والحجم من حيث الكيلو طن من 2021-2034 للقطاعات التالية:

السوق ، حسب المواد

• جسيمات السيليكون النانوية
• أسلاك السيليكون النانوية / الأنابيب النانوية
• مركبات السيليكون والكربون
• أكسيد السيليكون / SiOx
• أغشية رقيقة من السيليكون
• الاخرين

السوق حسب نوع البطارية

• بطاريات الليثيوم أيون
  • الخلايا الأسطوانية
  • خلايا الحقيبة
  • الخلايا المنشورية
• بطاريات ليثيوم بوليمر
• بطاريات الحالة الصلبة
• الاخرين

السوق ، حسب التطبيق

• السيارات
  • المركبات الكهربائية التي تعمل بالبطارية
  • السيارات الكهربائية الهجينة الموصولة بالكهرباء
  • السيارات الكهربائية الهجينة
  • المركبات  التجارية
• الإلكترونيات الاستهلاكية
  • الهواتف الذكية
  • أجهزة الكمبيوتر المحمولة والأجهزة اللوحية
  • الأجهزة القابلة للارتداء
  • الاخرين
• أنظمة تخزين الطاقة
  • سكني
  • تجاري
  • مقياس المرافق
  • الشبكة الصغيرة وخارج الشبكة
• صناعي
  • أدوات كهربائية
  • معدات مناولة المواد
  • الاخرين
• الفضاء والدفاع
• الاخرين

يتم توفير المعلومات المذكورة أعلاه للمناطق والبلدان التالية:

• أمريكا الشمالية 
  • الولايات المتحدة
  • كندا
• أوروبا 
  • ألمانيا
  • المملكة المتحدة
  • فرنسا
  • إسبانيا
  • إيطاليا
  • بقية أوروبا 
• آسيا والمحيط الهادئ 
  • الصين
  • الهند
  • اليابان
  • أستراليا
  • كوريا الجنوبية
  • بقية دول آسيا والمحيط الهادئ 
• أمريكا اللاتينية
  • البرازيل
  • المكسيك
  • الأرجنتين
  • بقية أمريكا اللاتينية
• الشرق الأوسط وأفريقيا
  • المملكة العربية السعودية
  • جنوب أفريقيا
  • الامارات
  • بقية الشرق الأوسط وأفريقيا