Гнуткая батарэя - артэрыя спажывецкай электронікі ў будучыні

З павышэннем ўзроўню жыцця і развіццём тэхналогій гнуткай электроніцы надаецца ўсё больш увагі. Прагрэс гнуткіх электронных тэхналогій можа глыбока змяніць форму прадукту ў галіне аховы здароўя, насіць, Інтэрнэт усяго і нават робататэхнікі, і мае велізарны рынкавы патэнцыял.

З павышэннем ўзроўню жыцця і развіццём тэхналогій гнуткай электроніцы надаецца ўсё больш увагі. Прагрэс гнуткіх электронных тэхналогій можа глыбока змяніць форму прадукту ў галіне аховы здароўя, насіць, Інтэрнэт усяго і нават робататэхнікі, і мае велізарны рынкавы патэнцыял.

Многія кампаніі ўклалі шмат даследаванняў і распрацовак, адна за адной у ранняе разгортванне тэхналогій наступнага пакалення і распрацоўку новых прадуктаў. У апошні час папулярным кірункам сталі складаныя мабільныя тэлефоны. Складанне - гэта першы крок для пераходу электронных прадуктаў ад традыцыйнай жорсткасці да гнуткасці.

Samsung Galaxy Fold і Huawei Mate X прадставілі публіку складаныя тэлефоны і з'яўляюцца сапраўды камерцыйнымі, але ўсе іх рашэнні звязаны напалову. Нягледзячы на ​​тое, што выкарыстоўваецца цэлы гнуткі OLED-дысплей, астатняе прылада немагчыма скласці або сагнуць. У цяперашні час рэальным абмяжоўваючым фактарам для гнуткіх прылад, такіх як гнуткія мабільныя тэлефоны, з'яўляецца ўжо не сам экран, а інавацыі гнуткай электронікі, асабліва гнуткіх батарэй. Батарэя, якая забяспечвае энергазабеспячэнне, часта займае большую частку аб'ёму прылады, таму яна таксама з'яўляецца найбольш верагоднай важнай часткай у дасягненні сапраўднай гнуткасці і гнуткасці. Акрамя таго, носныя прылады, такія як смарт-гадзіннік і разумныя бранзалеты, па-ранейшаму выкарыстоўваюць традыцыйныя жорсткія батарэі, якія маюць абмежаваны памер, у выніку чаго час працы батарэі часта прыносіцца ў ахвяру. Такім чынам, гнуткія батарэі вялікай ёмістасці з высокай гнуткасцю з'яўляюцца рэвалюцыйным фактарам у складаных мабільных тэлефонах і носных прыладах.

1.Вызначэнне і перавагі гнуткіх батарэй

Гнуткая батарэя звычайна ставяцца да батарэек, якія можна сагнуць і выкарыстоўваць шматкроць. Іх ўласцівасці ўключаюць гнуткасць, расцягванне, складанасць і скручванне; гэта могуць быць літый-іённыя батарэі, цынкава-марганцавыя батарэі або сярэбрана-цынкавыя батарэі ці нават суперкандэнсатар. Паколькі кожная частка гнуткай батарэі падвяргаецца пэўнай дэфармацыі ў працэсе складання і расцяжэння, матэрыялы і структура кожнай часткі гнуткай батарэі павінны захоўваць прадукцыйнасць пасля некалькіх разоў складання і расцяжэння. Натуральна, тэхнічныя патрабаванні ў гэтай галіне вельмі высокія. Высокая. Пасля таго, як бягучая жорсткая літыевая батарэя падвяргаецца дэфармацыі, яе прадукцыйнасць будзе сур'ёзна пашкоджана, і могуць нават паўстаць небяспекі. Такім чынам, гнуткія батарэі патрабуюць зусім новых матэрыялаў і канструкцый.

У параўнанні з традыцыйнымі жорсткімі батарэямі, гнуткія батарэі маюць больш высокую адаптыўнасць да навакольнага асяроддзя, прадукцыйнасць супраць сутыкнення і лепшую бяспеку. Больш за тое, гнуткія батарэі могуць прымусіць электронныя прадукты развівацца ў больш эрганамічным кірунку. Гнуткія батарэі могуць значна знізіць кошт і аб'ём інтэлектуальнага абсталявання, дадаць новыя магчымасці і палепшыць існуючыя магчымасці, што дазваляе інавацыйнаму апаратнаму і фізічнаму свету дасягнуць беспрэцэдэнтна глыбокай інтэграцыі.

2. Памер рынку гнуткіх батарэй

Гнуткая электроніка лічыцца наступнай асноўнай тэндэнцыяй развіцця электроннай прамысловасці. Рухаючымі фактарамі яго хуткага развіцця з'яўляюцца велізарны рынкавы попыт і энергічная нацыянальная палітыка. Многія замежныя краіны ўжо сфармулявалі планы даследаванняў для гнуткай электронікі. Такія, як план FDCASU ЗША, праект Horizon Еўрапейскага саюза, «Нацыянальная стратэгія зялёных ІТ Карэі» Паўднёвай Карэі і г.д., Кітайскі фонд прыродазнаўчых навук 12-га і 13-га пяцігадовага плана Кітая таксама ўключае ў сябе гнуткую электроніку як важную вобласць даследаванняў вытворчасць мікра-нана.

У дадатак да інтэграцыі электронных схем, функцыянальных матэрыялаў, вытворчасці мікра-нана і іншых галін тэхналогій, гнуткая электронная тэхналогія таксама ахоплівае паўправаднікі, упакоўку, выпрабаванні, тэкстыль, хімікаты, друкаваныя схемы, дысплейныя панэлі і іншыя галіны прамысловасці. Гэта будзе стымуляваць рынак на трыльёны долараў і садзейнічаць традыцыйным сектарам у павышэнні дабаўленай вартасці галін і ўнясенні рэвалюцыйных змен у структуру прамысловасці і чалавечае жыццё. Паводле прагнозаў аўтарытэтных арганізацый, гібкая электронная прамысловасць будзе каштаваць 46.94 мільярда долараў у 2018 годзе і 301 мільярд долараў у 2028 годзе, пры агульным гадавым тэмпе росту амаль 30% з 2011 па 2028 год і знаходзіцца ў доўгатэрміновай тэндэнцыі. хуткі рост.

Гнуткая батарэя - артэрыя спажывецкай электронікі ў будучыні 〡 Mizuki Capital арыгінал
Малюнак 1: Гнуткая акумулятарная прамысловасць ланцужок

Гнуткая батарэя з'яўляецца важнай часткай вобласці гнуткай электронікі. Іх можна выкарыстоўваць у складаных мабільных тэлефонах, носных прыладах, яркай вопратцы і іншых галінах і маюць шырокі попыт на рынку. Паводле даследчага справаздачы аб прагнозе сусветнага рынку гнуткіх акумулятараў на 2020 год, апублікаванага Markets and Markets, да 2020 года, як чакаецца, сусветны рынак гнуткіх акумулятараў дасягне 617 мільёнаў долараў ЗША. З 2015 па 2020 год гнуткая батарэя будзе расці з гадавымі тэмпамі росту ў 53.68%. Павялічыць. Чакаецца, што ў 280 годзе прамысловасць носных прылад, як тыповая галіна гнуткіх акумулятараў, паставіць 2021 мільёнаў адзінак. У той час як традыцыйнае абсталяванне ўступае ў перыяд вузкага месца і інавацыйныя прымяненні новых тэхналогій, носныя прылады адкрываюць новы перыяд хуткага развіцця. Будзе вялікі попыт на гнуткія батарэі.

Аднак індустрыя гнуткіх акумулятараў па-ранейшаму сутыкаецца з многімі праблемамі, і самая вялікая праблема - гэта тэхнічныя праблемы. Індустрыя гнуткіх акумулятараў мае высокія бар'еры для ўваходу, і многія праблемы, такія як матэрыялы, канструкцыі і вытворчыя працэсы, павінны быць вырашаны. У цяперашні час вялікая колькасць навукова-даследчых работ яшчэ знаходзіцца на лабараторнай стадыі, і вельмі мала кампаній, якія могуць ажыццяўляць масавую вытворчасць.

3.Тэхнічнае кірунак гнуткіх батарэй

Тэхнічным напрамкам для рэалізацыі гнуткіх або расцягнутых батарэй з'яўляецца ў асноўным праектаванне новых канструкцый і гнуткіх матэрыялаў. У прыватнасці, ёсць у першую чаргу наступныя тры катэгорыі:

3.1. Тонкаплёнкавы акумулятар

Асноўны прынцып тонкаплёнкавых батарэй заключаецца ў выкарыстанні ультратонкай апрацоўкі матэрыялаў у кожным пласце батарэі для палягчэння выгібу і, па-другое, для паляпшэння прадукцыйнасці цыклу за кошт змены матэрыялу або электраліта. Тонкаплёнкавыя батарэі ў асноўным прадстаўляюць сабой літый-керамічныя батарэі з Тайваня Huineng і цынкавыя палімерныя батарэі ад Imprint Energy у Злучаных Штатах. Перавага гэтага віду батарэі ў тым, што яна можа дасягнуць пэўнай ступені выгібу і з'яўляецца ультратонкай (<1 мм); недахопам з'яўляецца тое, што ІТ не можа расцягнуць яго, тэрмін службы хутка знікае пасля павароту, малая магутнасць (узровень міліампер-гадзін), высокі кошт.

3.2.Друкаваная батарэя (папяровая батарэя)

Як і тонкаплёнкавыя батарэі, папяровыя батарэі - гэта батарэі, якія выкарыстоўваюць тонкаплёнкавую ў якасці носьбіта. Розніца ў тым, што ў працэсе падрыхтоўкі на плёнку наносіцца спецыяльнае чарніла з токаправодных матэрыялаў і вугляродных нанаматэрыялаў. Характарыстыкі тонкаплёнкавых друкаваных папяровых батарэй мяккія, лёгкія і тонкія. Нягледзячы на ​​​​тое, што яны маюць меншую магутнасць, чым тонкаплёнкавыя батарэі, яны больш экалагічныя — звычайна аднаразовыя батарэі.

Папяровыя батарэі адносяцца да друкаванай электронікі, і ўсе іх кампаненты або часткі камплектуюцца метадамі друку. У той жа час друкаваная электронная прадукцыя з'яўляецца двухмернай і мае гнуткія характарыстыкі.

3.3. Новая канструкцыя батарэі (гнуткая батарэя вялікай ёмістасці)

Тонкаплёнкавыя батарэі і друкаваныя батарэі абмежаваныя па аб'ёме і могуць дасягнуць толькі маламагутных прадуктаў. І больш сцэнарыяў прымянення маюць большы попыт на велізарную магутнасць. Гэта робіць нетонкаплёнкавыя гнуткія 3D-батарэі папулярным рынкам. Напрыклад, цяперашняя папулярная гнуткая батарэя вялікай ёмістасці, якая расцягваецца, рэалізаваная ў астраўной маставой канструкцыі. Прынцып гэтай батарэі - паслядоўна-паралельная структура акумулятара. Складанасць заключаецца ў высокай праводнасці і надзейнай сувязі паміж батарэямі, якія могуць расцягвацца і згінацца, і знешняй канструкцыяй пакета Protect. Перавага батарэі гэтага тыпу ў тым, што яна можа расцягвацца, згінацца і скручвацца. Пры павароце толькі выгіб раздыма не ўплывае на тэрмін службы самой батарэі. Ён мае вялікую магутнасць (узровень ампер-гадзін) і нізкі кошт; недахоп у тым, што мясцовая мяккасць не такая добрая, як у ультратонкай батарэі. Будзь маленькім. Існуе таксама структура арыгамі, якая складае 2D-памерную паперу ў розныя формы ў 3D-прасторы шляхам складання і згінання. Гэтая тэхналогія арыгамі прымяняецца да літый-іённых батарэй, і токапрыёмнік, станоўчы электрод, адмоўны электрод і г.д. складаюцца пад рознымі кутамі згінання. Пры расцяжэнні і згінанні батарэя вытрымлівае вялікі ціск дзякуючы эфекту складання і валодае добрай эластычнасцю. Не паўплывае на прадукцыйнасць. Акрамя таго, яны часта прымаюць хвалевидную структуру, то ёсць хвалевидную расцягваемую структуру. Актыўны матэрыял наносіцца на хвалепадобны металічны полюс, каб зрабіць расцягнуты электрод. Літыевая батарэя, заснаваная на гэтай канструкцыі, шмат разоў расцягвалася і згіналася. Ён усё яшчэ можа падтрымліваць добрую магутнасць цыклу.

Ультратонкія батарэі звычайна выкарыстоўваюцца ў тонкіх электронных прадуктах, такіх як электронныя карты, друкаваныя батарэі звычайна выкарыстоўваюцца ў сцэнарах аднаразовага выкарыстання, такіх як RFID-пазнакі, а гнуткія батарэі вялікай ёмістасці ў асноўным выкарыстоўваюцца ў інтэлектуальных электронных прадуктах, такіх як гадзіннікі і мабільныя тэлефоны. якія патрабуюць вялікай магутнасці. Палепшаны.

4. Канкурэнтная сітуацыя гнуткіх батарэй

Рынак гнуткага акумулятара ўсё яшчэ развіваецца, і гульцы, якія ўдзельнічаюць, - гэта ў асноўным традыцыйныя вытворцы акумулятараў, тэхналагічныя гіганты і пачынаючыя кампаніі. Аднак у цяперашні час у свеце няма дамінуючага вытворцы, і разрыў паміж кампаніямі не вялікі, і яны ў асноўным знаходзяцца ў стадыі даследаванняў і распрацовак.

З рэгіянальнага пункту гледжання сучасныя даследаванні і распрацоўкі гнуткіх батарэй сканцэнтраваны ў асноўным у Злучаных Штатах, Паўднёвай Карэі і Тайвані, напрыклад, Imprint Energy у Злучаных Штатах, Hui Neng Taiwan, LG Chem у Паўднёвай Карэі і г.д. Тэхналагічныя гіганты такія як Apple, Samsung і Panasonic таксама актыўна разгортваюць гнуткія батарэі. Кантынентальны Кітай зрабіў пэўныя зрухі ў галіне папяровых батарэй. Пералічаныя кампаніі, такія як Evergreen і Jiulong Industrial, змаглі дасягнуць масавага вытворчасці. Некалькі стартапаў таксама з'явіліся ў іншых тэхнічных кірунках, такіх як Beijing Xujiang Technology Co., Ltd., Soft Electronics Technology і Jizhan Technology. У той жа час значныя навукова-даследчыя ўстановы таксама развіваюць новыя тэхналагічныя напрамкі.

Ніжэй будзе кароткі аналіз і параўнанне прадуктаў і дынаміка кампаніі некалькіх буйных распрацоўшчыкаў у галіне гнуткіх батарэй:

Тайвань Хуйнэнг

FLCB літый-керамічная батарэя з мяккай пласцінай

1. Цвёрдацельны літый-керамічны акумулятар адрозніваецца ад вадкага электраліта, які выкарыстоўваецца ў даступнай літыевай батарэі. Ён не будзе працякаць, нават калі ён зламаўся, ударыў, праколаў або згарэў, і не загарэцца, не гарыць і не выбухне. Добрыя паказчыкі бяспекі
2. Ультратонкія, самыя тонкія могуць дасягаць 0.38 мм
3. Шчыльнасць батарэі не такая высокая, як у літыевых батарэй. 33 мм34mmЛітый-керамічная батарэя 0.38 мм мае ёмістасць 10.5 мАг і шчыльнасць энергіі 91 Вт/л.
4. Ён не з'яўляецца гнуткім; яго можна толькі сагнуць, і нельга расцягваць, сціскаць або скручваць.

У другой палове 2018 года пабудаваць першую ў свеце суперфабрыку цвёрдацельных літый-керамічных батарэй.

Паўднёвая Карэя LG Chem

Кабельная батарэя

1. Ён валодае выдатнай гнуткасцю і можа вытрымліваць пэўную ступень расцяжэння
2. Ён больш гнуткі і не мае патрэбы ў размяшчэнні ўнутры электроннага абсталявання, як традыцыйныя літый-іённыя батарэі. Яго можна размясціць дзе заўгодна і добра ўключыць у дызайн прадукту.
3. Кабельная батарэя мае невялікую ёмістасць і высокі кошт вытворчасці
4. Вытворчасці энергіі пакуль няма

Выхадныя дадзеныя Energy, ЗША

Цынка-палімерны акумулятар

1. Ультратонкія, добрыя дынамічныя паказчыкі бяспекі пры выгібе
2. Цынк менш таксічны, чым літыевыя батарэі, і з'яўляецца больш бяспечным выбарам для абсталявання, якое носяць на людзях

Ультратонкія характарыстыкі абмяжоўваюць ёмістасць батарэі, а паказчыкі бяспекі цынкавай батарэі ўсё яшчэ патрабуюць доўгатэрміновай праверкі рынку. Доўгі час канверсіі прадукту

Далучайцеся да Semtech, каб увайсці ў сферу Інтэрнэту рэчаў

Цзянсу Enfusai Printing Electronics Co., Ltd.

Папяровая батарэя

1. Быў серыйна выраблены і выкарыстоўваўся ў RFID-метках, медыцынскіх і іншых галінах

Ён можа наладзіць 2. Памер, таўшчыня і форма ў адпаведнасці з патрэбамі карыстальнікаў, і ён можа рэгуляваць становішча станоўчых і адмоўных электродаў батарэі.

1. Папяровая батарэя прызначана для аднаразовага выкарыстання і не падлягае перазарадцы
2. Магутнасць малая, а варыянты выкарыстання абмежаваныя. Гэта можа прымяняцца толькі да электронных бірак, датчыкаў, смарт-карт, інавацыйнай упакоўкі і г.д.
3. Завяршыць набыццё Enfucell у Фінляндыі ў 2018 годзе
4. Атрымаў 70 мільёнаў юаняў фінансавання ў 2018 годзе

HOPPT BATTERY

Батарэя для 3D друку

1. Падобны працэс 3D-друку і тэхналогія армавання нанавалакном
2. Гнуткая літыевая батарэя мае характарыстыкі лёгкай, тонкай і гнуткай

5.Будучае развіццё гнуткіх батарэй

У цяперашні час гнуткія батарэі яшчэ маюць вялікі шлях да электрахімічных паказчыкаў, такіх як ёмістасць батарэі, шчыльнасць энергіі і тэрмін службы. Батарэі, распрацаваныя ў існуючых лабараторыях, як правіла, маюць высокія патрабаванні да працэсу, нізкую эфектыўнасць вытворчасці і высокі кошт, якія непрыдатныя для буйнамаштабнай прамысловай вытворчасці. У будучыні пошук гнуткіх электродных матэрыялаў і цвёрдых электралітаў з выдатнай комплекснай прадукцыйнасцю, інавацыйны дызайн структуры батарэі і распрацоўка новых працэсаў падрыхтоўкі цвёрдацельных акумулятараў з'яўляюцца прарыўнымі кірункамі.

Акрамя таго, найбольш істотным болевым момантам сучаснай індустрыі акумулятараў з'яўляецца тэрмін службы батарэі. У будучыні вытворцы акумулятараў, якія могуць дасягнуць выгаднага становішча, павінны адначасова вырашыць праблему тэрміну службы батарэі і гнуткага вытворчасці. Чакаецца, што прымяненне новых крыніц энергіі (напрыклад, сонечнай энергіі і біяэнергіі) або новых матэрыялаў (напрыклад, графену) дазволіць вырашыць гэтыя дзве праблемы адначасова.

Гнуткія батарэі становяцца аортай бытавой электронікі ў будучыні. У агляднай будучыні тэхналагічныя прарывы ​​ва ўсёй вобласці гнуткай электронікі, прадстаўленай гнуткімі батарэямі, непазбежна прывядуць да вялізных змен у галінах вышэйшага і пераходнага па плыні.