By hoppt
Con il miglioramento del tenore di vita e lo sviluppo della tecnologia, l'elettronica flessibile ha ricevuto sempre più attenzione. Il progresso della tecnologia elettronica flessibile può cambiare profondamente la forma del prodotto in termini di salute, indossabile, Internet of Everything e persino robotica e ha un vasto potenziale di mercato.
Con il miglioramento del tenore di vita e lo sviluppo della tecnologia, l'elettronica flessibile ha ricevuto sempre più attenzione. Il progresso della tecnologia elettronica flessibile può cambiare profondamente la forma del prodotto in termini di salute, indossabile, Internet of Everything e persino robotica e ha un vasto potenziale di mercato.
Molte aziende hanno investito molto in ricerca e sviluppo, una dopo l'altra, l'introduzione precoce della tecnologia di nuova generazione e lo sviluppo di nuovi prodotti. Recentemente, i telefoni cellulari pieghevoli sono diventati una direzione preferita. La piegatura è il primo passo per i prodotti elettronici per passare dalla rigidità tradizionale alla flessibilità.
Samsung Galaxy Fold e Huawei Mate X hanno portato i telefoni pieghevoli alla vista del pubblico e sono veramente commerciali, ma le loro soluzioni sono tutte incernierate a metà. Sebbene venga utilizzato un intero pezzo di display OLED flessibile, il resto è Il dispositivo non può essere piegato o piegato. Al momento, il vero fattore limitante per i dispositivi flessibili come i telefoni cellulari flessibili non è più lo schermo stesso ma l'innovazione dell'elettronica flessibile, in particolare le batterie flessibili. La batteria di alimentazione occupa spesso la maggior parte del volume del dispositivo, quindi è anche la parte più probabilmente essenziale per ottenere una vera flessibilità e piegabilità. Inoltre, i dispositivi indossabili come smartwatch e braccialetti intelligenti utilizzano ancora le tradizionali batterie rigide, che hanno dimensioni limitate, con il risultato che la durata della batteria viene spesso sacrificata. Pertanto, le batterie flessibili ad alta capacità e flessibilità sono un fattore rivoluzionario nei telefoni cellulari pieghevoli e nei dispositivi indossabili.
Batteria flessibile generalmente si riferiscono a batterie che possono essere piegate e utilizzate ripetutamente. Le loro proprietà includono pieghevole, estensibile, pieghevole e girevole; possono essere batterie agli ioni di litio, batterie zinco-manganese o batterie argento-zinco, o anche Supercapacitor. Poiché ciascuna parte della batteria flessibile subisce una certa deformazione durante il processo di piegatura e allungamento, i materiali e la struttura di ciascuna parte della batteria flessibile devono mantenere le prestazioni dopo diverse volte di piegatura e allungamento. Naturalmente, i requisiti tecnici in questo campo sono molto elevati. Alto. Dopo che l'attuale batteria al litio rigida ha subito una deformazione, le sue prestazioni saranno gravemente danneggiate e potrebbero esserci anche rischi per la sicurezza. Pertanto, le batterie flessibili richiedono materiali e design strutturali nuovi di zecca.
Rispetto alle tradizionali batterie rigide, le batterie flessibili hanno una maggiore adattabilità ambientale, prestazioni anticollisione e una migliore sicurezza. Inoltre, le batterie flessibili possono far sì che i prodotti elettronici si sviluppino in una direzione più ergonomica. Le batterie flessibili possono ridurre significativamente il costo e il volume dell'hardware intelligente, aggiungere nuove funzionalità e migliorare le capacità esistenti, consentendo all'hardware innovativo e al mondo fisico di raggiungere un'integrazione profonda senza precedenti.
L'industria elettronica flessibile è considerata la prossima grande tendenza di sviluppo dell'industria elettronica. I fattori trainanti del suo rapido sviluppo sono l'enorme domanda del mercato e vigorose politiche nazionali. Molti paesi esteri hanno già formulato piani di ricerca per l'elettronica flessibile. Come il piano FDCASU degli Stati Uniti, il progetto Horizon dell'Unione europea, la "Strategia nazionale per l'IT verde della Corea" della Corea del Sud e così via, il 12° e il 13° piano quinquennale cinese della Fondazione di scienze naturali della Cina include anche l'elettronica flessibile come importante area di ricerca di
Oltre a integrare circuiti elettronici, materiali funzionali, produzione micro-nano e altri campi tecnologici, la tecnologia elettronica flessibile comprende anche semiconduttori, imballaggi, test, tessili, prodotti chimici, circuiti stampati, pannelli di visualizzazione e altri settori. Guiderà un mercato da trilioni di dollari e aiuterà i settori tradizionali a migliorare il valore aggiunto delle industrie e apportare cambiamenti rivoluzionari alla struttura industriale e alla vita umana. Secondo le previsioni di autorevoli organizzazioni, l'industria dell'elettronica flessibile varrà 46.94 miliardi di dollari nel 2018 e 301 miliardi di dollari nel 2028, con un tasso di crescita annuale composto di quasi il 30% dal 2011 al 2028, ed è in una tendenza a lungo termine rapida crescita.
Batteria flessibile: l'arteria dell'elettronica di consumo del futuro 〡 Mizuki Capital original
Figura 1: Catena industriale delle batterie flessibili
Le batterie flessibili sono una parte vitale nel campo dell'elettronica flessibile. Possono essere utilizzati in telefoni cellulari pieghevoli, dispositivi indossabili, indumenti luminosi e altre aree e hanno un'ampia richiesta di mercato. Secondo un rapporto di ricerca sulle previsioni del mercato globale delle batterie flessibili per il 2020 pubblicato da Markets and Markets, entro il 2020 il mercato globale delle batterie flessibili dovrebbe raggiungere i 617 milioni di dollari USA. Dal 2015 al 2020, la batteria flessibile crescerà a un tasso di crescita annuale composto del 53.68%. Aumento. Come tipico settore a valle delle batterie flessibili, si prevede che l'industria dei dispositivi indossabili spedirà 280 milioni di unità nel 2021. Poiché l'hardware tradizionale entra in un periodo di collo di bottiglia e le applicazioni innovative delle nuove tecnologie, i dispositivi indossabili inaugurano un nuovo periodo di rapido sviluppo. Ci sarà una domanda su larga scala di batterie flessibili.
Tuttavia, il settore delle batterie flessibili deve ancora affrontare molte sfide e il problema più grande sono i problemi tecnici. L'industria delle batterie flessibili ha elevate barriere all'ingresso e molti problemi come materiali, strutture e processi di produzione devono essere risolti. Al momento, molto lavoro di ricerca è ancora in fase di laboratorio e sono pochissime le aziende in grado di realizzare una produzione di massa.
La direzione tecnica per la realizzazione di batterie flessibili o estensibili è principalmente la progettazione di nuove strutture e materiali flessibili. Nello specifico, ci sono principalmente le seguenti tre categorie:
3.1. Batteria a film sottile
Il principio di base delle batterie a film sottile consiste nell'utilizzare un trattamento ultrasottile dei materiali in ogni strato della batteria per facilitare la flessione e, in secondo luogo, migliorare le prestazioni del ciclo modificando il materiale o l'elettrolita. Le batterie a film sottile rappresentano principalmente batterie al litio-ceramica di Taiwan Huineng e batterie ai polimeri di zinco di Imprint Energy negli Stati Uniti. Il vantaggio di questo tipo di batteria è che può raggiungere un certo grado di flessione ed è ultrasottile (<1 mm); lo svantaggio è che l'IT non può allungarlo, la vita decade rapidamente dopo la svolta, la capacità è ridotta (livello di milliampere ora) e il costo è elevato.
3.2. Batteria stampata (batteria di carta)
Come le batterie a film sottile, le batterie di carta sono batterie che utilizzano il film sottile come supporto. La differenza è che un inchiostro speciale composto da materiali conduttivi e nanomateriali di carbonio viene rivestito sulla pellicola durante il processo di preparazione. Le caratteristiche delle batterie di carta stampata a film sottile sono morbide, leggere e sottili. Sebbene abbiano una potenza inferiore rispetto alle batterie a film sottile, sono più rispettose dell'ambiente, generalmente una batteria usa e getta.
Le batterie di carta appartengono all'elettronica stampata e tutti i loro componenti o parti sono completati dai metodi di produzione della stampa. Allo stesso tempo, i prodotti elettronici stampati sono bidimensionali e hanno caratteristiche flessibili.
3.3. Nuova batteria di progettazione della struttura (batteria flessibile di grande capacità)
Le batterie a film sottile e le batterie stampate hanno un volume limitato e possono ottenere solo prodotti a bassa potenza. E più scenari applicativi richiedono più potenza immensa. Ciò rende le batterie flessibili 3D a pellicola non sottile un mercato caldo. Ad esempio, l'attuale popolare batteria flessibile ed estensibile di grande capacità realizzata dalla struttura del ponte dell'isola. Il principio di questa batteria è la struttura in serie-parallelo del pacco batteria. La difficoltà sta nell'elevata conducibilità e nell'affidabile collegamento tra le batterie, che possono allungarsi e piegarsi, e il design esterno del pacco Protect. Il vantaggio di questo tipo di batteria è che può allungarsi, piegarsi e torcersi. Durante la rotazione, la sola piegatura del connettore non influisce sulla durata della batteria stessa. Ha una grande capacità (livello amperora) e un basso costo; lo svantaggio è che la morbidezza locale non è buona come una batteria ultrasottile. Sii piccolo. C'è anche una struttura origami, che piega la carta 2D-dimensionale in varie forme nello spazio 3D piegandola e piegandola. Questa tecnologia origami viene applicata alle batterie agli ioni di litio e il collettore di corrente, l'elettrodo positivo, l'elettrodo negativo, ecc., Sono piegati secondo diversi angoli di piegatura. Quando è allungata e piegata, la batteria può resistere a molta pressione grazie all'effetto pieghevole e ha una buona elasticità. Non influirà sulle prestazioni. Inoltre, adottano spesso una struttura a forma di onda, cioè una struttura estensibile a forma di onda. Il materiale attivo viene applicato al polo metallico a forma d'onda per creare un elettrodo estensibile. La batteria al litio basata su questa struttura è stata allungata e piegata più volte. Può ancora mantenere una buona capacità di ciclo.
Le batterie ultrasottili sono generalmente utilizzate in prodotti elettronici sottili come le schede elettroniche, le batterie stampate sono generalmente utilizzate in scenari monouso come i tag RFID e le batterie flessibili di grande capacità sono utilizzate principalmente in prodotti elettronici intelligenti come orologi e telefoni cellulari che richiedono una grande capacità. Superiore.
Il mercato delle batterie flessibili è ancora emergente e gli attori partecipanti sono principalmente produttori di batterie tradizionali, giganti della tecnologia e start-up. Tuttavia, attualmente non esiste un produttore dominante a livello globale e il divario tra le aziende non è ampio e si trovano sostanzialmente nella fase di ricerca e sviluppo.
Da una prospettiva regionale, l'attuale ricerca e sviluppo di batterie flessibili si concentra principalmente negli Stati Uniti, in Corea del Sud e Taiwan, come Imprint Energy negli Stati Uniti, Hui Neng Taiwan, LG Chem in Corea del Sud, ecc. Giganti della tecnologia come Apple, Samsung e Panasonic stanno anche implementando attivamente batterie flessibili. La Cina continentale ha fatto alcuni sviluppi nel campo delle batterie di carta. Società quotate come Evergreen e Jiulong Industrial sono state in grado di ottenere una produzione di massa. Diverse start-up sono emerse anche in altre direzioni tecniche, come Beijing Xujiang Technology Co., Ltd., Soft Electronics Technology e Jizhan Technology. Allo stesso tempo, anche importanti istituti di ricerca scientifica stanno sviluppando nuove direzioni tecnologiche.
Di seguito analizzerà e confronterà brevemente i prodotti e le dinamiche aziendali di diversi importanti sviluppatori nel campo delle batterie flessibili:
Taiwan Huineng
Batteria FLCB in ceramica al litio con piastra morbida
Nella seconda metà del 2018, costruisci la prima super fabbrica al mondo di batterie ceramiche al litio a stato solido.
Corea del Sud LG Chem
Batteria a cavo
Impronta Energia, USA
Batteria ai polimeri di zinco
Le caratteristiche ultrasottili limitano la capacità della batteria e le prestazioni di sicurezza della batteria allo zinco richiedono ancora un'ispezione del mercato a lungo termine. Tempo di conversione del prodotto lungo
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Jiangsu Enfusai Stampa Elettronica Co., Ltd.
Batteria di carta
Può personalizzare 2. Le dimensioni, lo spessore e la forma sono in base alle esigenze degli utenti e può regolare la posizione degli elettrodi positivi e negativi della batteria.
HOPPT BATTERY
Batteria per stampa 3D
Al momento, le batterie flessibili hanno ancora molta strada da fare per quanto riguarda gli indicatori delle prestazioni elettrochimiche come la capacità della batteria, la densità di energia e la durata del ciclo. Le batterie sviluppate nei laboratori esistenti hanno generalmente requisiti di processo elevati, bassa efficienza produttiva e costi elevati, che non sono adatti per la produzione industriale su larga scala. In futuro, la ricerca di materiali per elettrodi flessibili ed elettroliti solidi con prestazioni complete eccellenti, un design innovativo della struttura della batteria e lo sviluppo di nuovi processi di preparazione della batteria a stato solido sono direzioni rivoluzionarie.
Inoltre, il punto dolente più significativo dell'attuale industria delle batterie è la durata della batteria. In futuro, i produttori di batterie che possono raggiungere una posizione vantaggiosa devono risolvere il problema della durata delle batterie e allo stesso tempo di una produzione flessibile. L'applicazione di nuove fonti di energia (come l'energia solare e la bioenergia) o di nuovi materiali (come il grafene) dovrebbe risolvere questi due problemi contemporaneamente.
Le batterie flessibili stanno diventando l'aorta dell'elettronica di consumo in futuro. Nel prossimo futuro, le innovazioni tecnologiche nell'intero campo dell'elettronica flessibile rappresentate dalle batterie flessibili porteranno inevitabilmente enormi cambiamenti nelle industrie a monte ea valle.
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