By hoppt
Odată cu îmbunătățirea standardelor de viață și dezvoltarea tehnologiei, electronicele flexibile au primit din ce în ce mai multă atenție. Progresul tehnologiei electronice flexibile poate schimba profund forma produsului în sănătate, purtabil, Internet of Everything și chiar robotică și are un potențial vast de piață.
Odată cu îmbunătățirea standardelor de viață și dezvoltarea tehnologiei, electronicele flexibile au primit din ce în ce mai multă atenție. Progresul tehnologiei electronice flexibile poate schimba profund forma produsului în sănătate, purtabil, Internet of Everything și chiar robotică și are un potențial vast de piață.
Multe companii au investit o mulțime de cercetare și dezvoltare, una după alta, implementarea timpurie a tehnologiei de generație următoare și dezvoltarea de noi produse. Recent, telefoanele mobile pliabile au devenit o direcție favorizată. Plierea este primul pas pentru ca produsele electronice să treacă de la rigiditatea tradițională la flexibilitate.
Samsung Galaxy Fold și Huawei Mate X au adus telefoanele pliabile în viziunea publicului și sunt cu adevărat comerciale, dar soluțiile lor sunt toate articulate la jumătate. Deși se folosește o bucată întreagă de afișaj OLED flexibil, restul este Dispozitivul nu poate fi pliat sau îndoit. În prezent, adevăratul factor limitator pentru dispozitivele flexibile precum telefoanele mobile flexibile nu mai este ecranul în sine, ci inovația electronică flexibilă, în special bateriile flexibile. Bateria de alimentare cu energie ocupă adesea cea mai mare parte din volumul dispozitivului, deci este, de asemenea, cea mai probabilă parte esențială pentru obținerea unei adevărate flexibilități și flexibilitate. În plus, dispozitivele portabile, cum ar fi ceasurile inteligente și brățările inteligente, folosesc încă baterii rigide tradiționale, care au dimensiuni limitate, ceea ce duce la sacrificarea duratei de viață a bateriei. Prin urmare, bateriile flexibile de mare capacitate, flexibilitate ridicată sunt un factor revoluționar în telefoanele mobile pliabile și dispozitivele portabile.
Baterie flexibilă se referă în general la bateriile care pot fi îndoite și utilizate în mod repetat. Proprietățile lor includ îndoială, extensibilă, pliabilă și răsucibilă; pot fi baterii litiu-ion, baterii zinc-mangan sau baterii argint-zinc, sau chiar supercapacitor. Deoarece fiecare parte a bateriei flexibile suferă o anumită deformare în timpul procesului de pliere și întindere, materialele și structura fiecărei părți a bateriei flexibile trebuie să mențină performanța după mai multe ori de pliere și întindere. Desigur, cerințele tehnice în acest domeniu sunt foarte mari. Înalt. După ce bateria rigidă de litiu actuală se deformează, performanța sa va fi grav deteriorată și pot exista chiar pericole pentru siguranță. Prin urmare, bateriile flexibile necesită materiale și design structural nou-nouț.
În comparație cu bateriile rigide tradiționale, bateriile flexibile au o adaptabilitate mai mare la mediu, performanță anti-coliziune și o siguranță mai bună. Mai mult, bateriile flexibile pot face ca produsele electronice să se dezvolte într-o direcție mai ergonomică. Bateriile flexibile pot reduce semnificativ costurile și volumul hardware-ului inteligent, pot adăuga noi capabilități și pot îmbunătăți capabilitățile existente, permițând hardware-ului inovator și lumii fizice să realizeze o integrare profundă fără precedent.
Industria electronică flexibilă este considerată a fi următoarea tendință majoră de dezvoltare a industriei electronice. Factorii determinanți pentru dezvoltarea sa rapidă sunt cererea uriașă a pieței și politicile naționale viguroase. Multe țări străine au formulat deja planuri de cercetare pentru electronice flexibile. Cum ar fi planul FDCASU al SUA, Proiectul Orizont al Uniunii Europene, „Strategia națională Korea Green IT” din Coreea de Sud și așa mai departe, al 12-lea și al 13-lea plan cincinal al Chinei, Fundația de Științe Naturale din China include, de asemenea, electronica flexibilă ca un domeniu important de cercetare pentru
Pe lângă integrarea circuitelor electronice, materialelor funcționale, producției micro-nano și a altor domenii tehnologice, tehnologia electronică flexibilă cuprinde și semiconductori, ambalaje, testare, textile, produse chimice, circuite imprimate, panouri de afișare și alte industrii. Acesta va conduce o piață de un trilion de dolari și va ajuta sectoarele tradiționale să sporească valoarea adăugată a industriilor și să aducă schimbări revoluționare structurii industriale și vieții umane. Conform previziunilor organizațiilor autorizate, industria electronică flexibilă va avea o valoare de 46.94 miliarde USD în 2018 și 301 miliarde USD în 2028, cu o rată de creștere anuală compusă de aproape 30% din 2011 până în 2028 și se află într-o tendință pe termen lung. crestere rapida.
Baterie flexibilă - artera electronicelor de larg consum în viitor 〡 Mizuki Capital original
Figura 1: Lanț flexibil al industriei bateriilor
Bateriile flexibile sunt o parte vitală a domeniului electronicii flexibile. Ele pot fi utilizate în telefoane mobile pliabile, dispozitive portabile, îmbrăcăminte strălucitoare și alte domenii și au o cerere largă pe piață. Potrivit unui raport de cercetare privind prognoza pieței globale de baterii flexibile pentru 2020, emis de Markets and Markets, până în 2020, piața globală de baterii flexibile este de așteptat să atingă 617 milioane de dolari SUA. Din 2015 până în 2020, bateria flexibilă va crește la o rată de creștere anuală compusă de 53.68%. Crește. Fiind o industrie tipică din aval a bateriilor flexibile, industria dispozitivelor purtabile este de așteptat să livreze 280 de milioane de unități în 2021. Pe măsură ce hardware-ul tradițional intră într-o perioadă de blocaj și aplicații inovatoare ale noilor tehnologii, dispozitivele purtabile inaugurează o nouă perioadă de dezvoltare rapidă. Va exista o cerere pe scară largă pentru baterii flexibile.
Cu toate acestea, industria flexibilă a bateriilor încă se confruntă cu multe provocări, iar cea mai mare problemă o reprezintă problemele tehnice. Industria flexibilă a bateriilor are bariere mari la intrare și multe probleme precum materialele, structurile și procesele de producție trebuie rezolvate. În prezent, o mulțime de lucrări de cercetare sunt încă în stadiu de laborator și sunt foarte puține companii care pot realiza producție de masă.
Direcția tehnică pentru realizarea bateriilor flexibile sau extensibile este în principal proiectarea de noi structuri și materiale flexibile. Mai exact, există în principal următoarele trei categorii:
3.1.Baterie cu peliculă subțire
Principiul de bază al bateriilor cu peliculă subțire este utilizarea unui tratament ultra-subțire al materialelor din fiecare strat al bateriei pentru a facilita îndoirea și, în al doilea rând, îmbunătățirea performanței ciclului prin modificarea materialului sau a electrolitului. Bateriile cu peliculă subțire reprezintă în principal bateriile cu litiu ceramică de la Taiwan Huineng și bateriile cu polimer de zinc de la Imprint Energy din Statele Unite. Avantajul acestui tip de baterie este că poate atinge un anumit grad de îndoire și este ultra-subțire (<1mm); dezavantajul este că IT-ul nu îl poate întinde, durata de viață scade rapid după întoarcere, capacitatea este mică (nivel de miliamperi-oră), iar costul este mare.
3.2.Baterie imprimată (baterie de hârtie)
La fel ca bateriile cu peliculă subțire, bateriile de hârtie sunt baterii care folosesc filmul subțire ca suport. Diferența este că o cerneală specială din materiale conductoare și nanomateriale de carbon este acoperită pe film în timpul procesului de preparare. Caracteristicile bateriilor de hârtie imprimată cu film subțire sunt moi, ușoare și subțiri. Deși au o putere mai mică decât bateriile cu peliculă subțire, sunt mai ecologice - în general o baterie de unică folosință.
Bateriile de hârtie aparțin electronicelor imprimate, iar toate componentele sau piesele lor sunt completate prin metode de producție tipărite. În același timp, produsele electronice tipărite sunt bidimensionale și au caracteristici flexibile.
3.3.Baterie cu design nou de structură (baterie flexibilă de mare capacitate)
Bateriile cu peliculă subțire și bateriile tipărite sunt limitate de volum și pot obține doar produse cu putere redusă. Și mai multe scenarii de aplicații au o cerere mai mare pentru o putere imensă. Acest lucru face ca bateriile flexibile 3D cu film non-subțire să fie o piață fierbinte. De exemplu, populara baterie flexibilă, extensibilă, de mare capacitate, realizată de structura podului insulei. Principiul acestei baterii este structura serie-paralelă a pachetului de baterii. Dificultatea constă în conductivitatea ridicată și legătura fiabilă dintre baterii, care se pot întinde și îndoi, și designul extern Protect al pachetului. Avantajul acestui tip de baterie este că se poate întinde, îndoi și răsuci. La întoarcere, doar îndoirea conectorului nu afectează durata de viață a bateriei în sine. Are o capacitate mare (nivel amperi-oră) și un cost redus; dezavantajul este că moliciunea locală nu este la fel de bună ca o baterie ultra-subțire. Fii mic. Există, de asemenea, o structură origami, care pliază hârtia 2D-dimensională în diferite forme în spațiul 3D prin pliere și îndoire. Această tehnologie origami se aplică bateriilor litiu-ion, iar colectorul de curent, electrodul pozitiv, electrodul negativ etc., sunt pliate în funcție de diferite unghiuri de pliere. Când este întinsă și îndoită, bateria poate rezista la o mulțime de presiuni datorită efectului de pliere și are o elasticitate bună. Nu va afecta performanța. În plus, ei adoptă adesea o structură în formă de undă, adică o structură extensibilă în formă de undă. Materialul activ este aplicat pe piesele polare din metal în formă de undă pentru a face un electrod extensibil. Bateria cu litiu bazată pe această structură a fost întinsă și îndoită de multe ori. Poate menține încă o capacitate bună de ciclu.
Bateriile ultra-subțiri sunt în general utilizate în produse electronice subțiri, cum ar fi cardurile electronice, bateriile imprimate sunt utilizate de obicei în scenarii de unică folosință, cum ar fi etichetele RFID, iar bateriile flexibile de mare capacitate sunt utilizate în principal în produse electronice inteligente, cum ar fi ceasurile și telefoanele mobile. care necesită capacitate mare. Superior.
Piața flexibilă a bateriilor este încă în curs de dezvoltare, iar jucătorii participanți sunt în principal producători tradiționali de baterii, giganți tehnologici și companii start-up. Cu toate acestea, în prezent nu există un producător dominant la nivel global, iar decalajul dintre companii nu este mare, iar acestea sunt practic în stadiul de cercetare și dezvoltare.
Dintr-o perspectivă regională, cercetarea și dezvoltarea actuală a bateriilor flexibile sunt concentrate în principal în Statele Unite, Coreea de Sud și Taiwan, cum ar fi Imprint Energy în Statele Unite, Hui Neng Taiwan, LG Chem în Coreea de Sud etc. Giganții tehnologici precum Apple, Samsung și Panasonic, de asemenea, implementează în mod activ baterii flexibile. China continentală a făcut anumite evoluții în domeniul bateriilor de hârtie. Companii listate, cum ar fi Evergreen și Jiulong Industrial, au reușit să realizeze producție de masă. Mai multe start-up-uri au apărut și în alte direcții tehnice, cum ar fi Beijing Xujiang Technology Co., Ltd., Soft Electronics Technology și Jizhan Technology. În același timp, importante instituții de cercetare științifică dezvoltă și noi direcții tehnologice.
Următoarele vor analiza și compara pe scurt produsele și dinamica companiei a mai multor dezvoltatori majori în domeniul bateriilor flexibile:
Taiwan Huineng
Baterie litiu ceramică cu placă moale FLCB
În a doua jumătate a anului 2018, construiți prima super fabrică din lume de baterii ceramice cu litiu cu stare solidă.
Coreea de Sud LG Chem
Cablu baterie
Imprint Energy, SUA
Baterie polimer zinc
Caracteristicile ultra-subțiri limitează capacitatea bateriei, iar performanța de siguranță a bateriei cu zinc necesită încă o inspecție pe termen lung pe piață. Timp lung de conversie a produsului
Alăturați-vă cu Semtech pentru a intra în domeniul Internet of Things
Jiangsu Enfusai Printing Electronics Co., Ltd.
Baterie de hârtie
Se poate personaliza 2. Mărimea, grosimea și forma sunt în funcție de nevoile utilizatorilor și poate regla poziția electrozilor pozitivi și negativi ai bateriei.
HOPPT BATTERY
baterie de imprimare 3D
În prezent, bateriile flexibile mai au un drum lung de parcurs în ceea ce privește indicatorii de performanță electrochimică, cum ar fi capacitatea bateriei, densitatea de energie și durata de viață. Bateriile dezvoltate în laboratoarele existente au, în general, cerințe ridicate de proces, eficiență scăzută de producție și costuri ridicate, care nu sunt potrivite pentru producția industrială la scară largă. În viitor, căutarea de materiale flexibile pentru electrozi și electroliți solizi cu performanță excelentă cuprinzătoare, design inovator al structurii bateriei și dezvoltarea de noi procese de pregătire a bateriilor cu stare solidă sunt direcții inovatoare.
În plus, cel mai important punct de durere al industriei actuale a bateriilor este durata de viață a bateriei. Pe viitor, producătorii de baterii care pot atinge o poziție avantajoasă trebuie să rezolve problema duratei de viață a bateriei și a producției flexibile în același timp. Aplicarea de noi surse de energie (cum ar fi energia solară și bioenergia) sau de noi materiale (cum ar fi grafenul) este de așteptat să rezolve aceste două probleme simultan.
Bateriile flexibile devin aorta electronicelor de larg consum în viitor. În viitorul previzibil, descoperirile tehnologice în întregul domeniu al electronicii flexibile reprezentate de bateriile flexibile vor aduce inevitabil schimbări extraordinare în industriile din amonte și din aval.
Răspundeți în 6 ore, orice întrebări sunt binevenite!
