Fleksibele batterij - de arterij fan konsuminteelektronika yn 'e takomst

Mei de ferbettering fan libbensstandert en de ûntwikkeling fan technology hat fleksibele elektroanika hieltyd mear omtinken krigen. De foarútgong fan fleksibele elektroanyske technology kin de produktfoarm djip feroarje yn sûnens, wearable, Internet of Everything, en sels robotika, en hat in grut merkpotinsjeel.

Mei de ferbettering fan libbensstandert en de ûntwikkeling fan technology hat fleksibele elektroanika hieltyd mear omtinken krigen. De foarútgong fan fleksibele elektroanyske technology kin de produktfoarm djip feroarje yn sûnens, wearable, Internet of Everything, en sels robotika, en hat in grut merkpotinsjeel.

In protte bedriuwen hawwe ynvestearre in soad ûndersyk en ûntwikkeling, de iene nei de oare iere ynset fan folgjende-generaasje technology en nij produkt ûntwikkeling. Koartlyn binne opklapbere mobile tillefoans in favoryt rjochting wurden. Folding is de earste stap foar elektroanyske produkten om te ferskowen fan tradisjonele rigiditeit nei fleksibiliteit.

Samsung Galaxy Fold en Huawei Mate X hawwe opklapbere tillefoans foar it publyk brocht en binne wirklik kommersjeel, mar har oplossingen binne allegear yn 'e helte hinged. Hoewol in hiele stik fleksibele OLED-display wurdt brûkt, is de rest It apparaat kin net fold of bûgd wurde. Op it stuit is de echte beheinende faktor foar fleksibele apparaten lykas fleksibele mobile tillefoans net mear it skerm sels, mar de ynnovaasje fan fleksibele elektroanika, benammen fleksibele batterijen. De batterij foar enerzjyfoarsjenning nimt faaks it grutste part fan it folume fan it apparaat yn, dus it is ek it meast wierskynlik essensjele diel by it realisearjen fan wiere fleksibiliteit en bûgberens. Dêrnjonken brûke wearbere apparaten lykas smartwatches en tûke earmbannen noch tradisjonele stive batterijen, dy't beheind binne yn grutte, wêrtroch't de batterijlibben faak opoffere wurdt. Dêrom binne fleksibele batterijen mei grutte kapasiteit, hege fleksibiliteit in revolúsjonêre faktor yn opklapbere mobile tillefoans en draachbere apparaten.

1.Definition en foardielen fan fleksibele batterijen

Fleksibele batterij ferwize oer it algemien nei batterijen dy't kinne wurde bûgd en ferskate kearen brûkt. Har eigenskippen befetsje bûgber, stretchable, foldable, en twistable; se kinne wêze lithium-ion batterijen, sink-mangaan batterijen of sulver-sink batterijen, of sels Supercapacitor. Om't elk diel fan 'e fleksibele batterij bepaalde ferfoarming ûndergiet tidens it fold- en stretchproses, moatte de materialen en struktuer fan elk diel fan' e fleksibele batterij de prestaasjes behâlde nei ferskate kearen fan foldjen en stretchen. Fansels binne de technyske easken op dit fjild heul heech. Heech. Nei't de hjoeddeistige stive lithiumbatterij deformaasje ûndergiet, sil har prestaasjes slim skansearre wurde, en d'r kinne sels feiligensgefaarlik wêze. Dêrom fereaskje fleksibele batterijen gloednije materialen en strukturele ûntwerpen.

Yn ferliking mei tradisjonele stive batterijen hawwe fleksibele batterijen hegere oanpassingsfermogen foar miljeu, anty-botsingsprestaasjes, en bettere feiligens. Boppedat kinne fleksibele batterijen elektroanyske produkten ûntwikkelje yn in mear ergonomyske rjochting. Fleksibele batterijen kinne de kosten en it folume fan yntelliginte hardware signifikant ferminderje, nije mooglikheden tafoegje en besteande mooglikheden ferbetterje, wêrtroch ynnovative hardware en de fysike wrâld in ungewoane djippe yntegraasje kinne berikke.

2.De merkgrutte fan fleksibele batterijen

De fleksibele elektroanikasektor wurdt beskôge as de folgjende grutte ûntwikkelingstrend fan 'e elektroanikasektor. De driuwende faktoaren foar har rappe ûntwikkeling binne de enoarme fraach fan 'e merk en krêftich nasjonaal belied. In protte bûtenlânske lannen hawwe al ûndersyksplannen formulearre foar fleksibele elektroanika. Lykas it US FDCASU-plan, it Horizon-projekt fan 'e Jeropeeske Uny, Súd-Korea's "Korea Green IT National Strategy," ensafuorthinne, omfettet China's Natural Science Foundation fan it 12e en 13e Fiifjiersplan fan Sina ek fleksibele elektroanika as in wichtich ûndersyksgebiet fan mikro-nano produksje.

Neist it yntegrearjen fan elektroanyske sirkwy, funksjonele materialen, mikro-nano-fabrikaazje, en oare technologyske fjilden, omspant fleksibele elektroanyske technology ek semiconductors, ferpakking, testen, tekstyl, gemikaliën, printe circuits, displaypanielen en oare yndustry. It sil in trillion-dollar-merk driuwe en tradysjonele sektoaren helpe by it ferbetterjen fan de tafoege wearde fan yndustry en revolúsjonêre feroaringen yn 'e yndustriële struktuer en it minsklik libben te bringen. Neffens prognosen fan gesachhawwende organisaasjes sil de fleksibele elektroanikasektor US $ 46.94 miljard wurdich wêze yn 2018 en US $ 301 miljard yn 2028, mei in gearstalde jierlikse groei fan hast 30% fan 2011 oant 2028, en is yn in trend fan lange termyn rappe groei.

Fleksibele batterij-de arterij fan konsuminteelektronika yn 'e takomst 〡 Mizuki Capital orizjineel
figuer 1: Fleksibele batterij yndustry keten

Fleksibele batterij binne in wichtich ûnderdiel fan it fjild fan fleksibele elektroanika. Se kinne wurde brûkt yn opklapbere mobile tillefoans, draachbere apparaten, ljochte klean, en oare gebieten en hawwe in brede fraach fan 'e merk. Neffens in ûndersyksrapport oer de prognose foar wrâldwide fleksibele batterijmerk foar 2020 útjûn troch Markets and Markets, wurdt ferwachte dat de wrâldwide fleksibele batterijmerk yn 2020 617 miljoen Amerikaanske dollars sil berikke. Fan 2015 oant 2020 sil fleksibele batterij groeie mei in gearstalde jierlikse groei fan 53.68%. Tanimme. As in typyske downstream yndustry fan fleksibele batterij, de wearable apparaat yndustry wurdt ferwachte te ship 280 miljoen ienheden yn 2021. As tradisjonele hardware komt yn in knipepunt perioade en ynnovative tapassingen fan nije technologyen, wearable apparaten ushing yn in nije perioade fan rappe ûntwikkeling. Der komt in grutskalige fraach nei fleksibele batterijen.

De fleksibele batterijsektor hat lykwols noch in protte útdagings, en it grutste probleem is technyske problemen. De fleksibele batterij-yndustry hat hege barriêres foar yngong, en in protte problemen lykas materialen, struktueren en produksjeprosessen moatte wurde oplost. Op it stuit is in protte ûndersykswurk noch yn it laboratoariumstadium, en d'r binne heul pear bedriuwen dy't massaproduksje kinne útfiere.

3.Technyske rjochting fan fleksibele batterijen

De technyske rjochting foar it realisearjen fan fleksibele as rekbare batterijen is benammen it ûntwerp fan nije struktueren en fleksibele materialen. Spesifyk binne d'r primêr de folgjende trije kategoryen:

3.1.Tinne film batterij

It basisprinsipe fan tinne-film batterijen is it brûken fan ultra-tinne behanneling fan de materialen yn elke batterij laach te fasilitearjen bûgen en, twadde, ferbetterjen fan de syklus prestaasjes troch wizigjen fan it materiaal of electrolyte. Tinne-film-batterijen fertsjintwurdigje benammen lithium-keramyske batterijen út Taiwan Huineng en sink-polymeerbatterijen fan Imprint Energy yn 'e Feriene Steaten. It foardiel fan dit soarte fan batterij is dat it kin berikke in bepaalde graad fan bûgen en is ultra-tin (<1mm); it neidiel is dat IT it net kin strekke, it libben ferfalt fluch nei it draaien, de kapasiteit is lyts (miliamp-oere nivo), en de kosten binne heech.

3.2. Printe batterij (papier batterij)

Krekt as tinne-filmbatterijen binne papierbatterijen batterijen dy't tinne-film as drager brûke. It ferskil is dat in spesjale inket makke fan conductive materialen en koalstof nanomaterialen wurdt coated op 'e film tidens de tarieding proses. De skaaimerken fan tinne-film printe papierbatterijen binne sêft, ljocht en tin. Hoewol se legere krêft hawwe as tinne-filmbatterijen, binne se miljeufreonliker - yn 't algemien in wegwerpbatterij.

Papierbatterijen hearre ta printe elektroanika, en al har komponinten as dielen wurde foltôge troch printproduksjemetoaden. Tagelyk binne printe elektroanyske produkten twadiminsjonaal en hawwe fleksibele skaaimerken.

3.3. Nije struktuer ûntwerp batterij (grutte kapasiteit fleksibele batterij)

Tinne-filmbatterijen en printe batterijen wurde beheind troch folume en kinne allinich produkten mei leech enerzjy berikke. En mear applikaasjescenario's hawwe mear fraach nei enoarme krêft. Dit makket net-tinne film 3D fleksibele batterijen in hite merk. Bygelyks, de hjoeddeiske populêre grutte-kapasiteit fleksibele, stretchable batterij realisearre troch it eilân brêge struktuer. It prinsipe fan dizze batterij is de searje-parallelle struktuer fan it batterijpakket. De muoite leit yn 'e hege konduktiviteit en de betroubere ferbining tusken de batterijen, dy't kinne strekke en bûge, en de eksterne Beskermje it ûntwerp fan it pakket. It foardiel fan dit type batterij is dat it kin strekke, bûge en draaie. By it draaien, allinich it bûgen fan 'e ferbining hat gjin ynfloed op it libben fan' e batterij sels. It hat in grutte kapasiteit (ampere-oere nivo) en lege kosten; it neidiel is dat de lokale sêftens is net sa goed as in ultra-tinne batterij. Wês lyts. D'r is ek in origami-struktuer, dy't 2D-diminsjonaal papier falt yn ferskate foarmen yn 3D-romte troch te foldjen en te bûgjen. Dizze origami-technology wurdt tapast op lithium-ion-batterijen, en de hjoeddeistige samler, positive elektrode, negative elektrode, ensfh., wurde fold neffens ferskate foldwinkels. As útrekt en bûgd, kin de batterij in protte druk ferneare troch it falteffekt en hat goede elastisiteit. Sil gjin ynfloed op prestaasjes. Dêrnjonken nimme se faak in wellefoarmige struktuer oan, dat is in weachfoarmige rekbare struktuer. It aktive materiaal wurdt tapast op it golffoarmige metalen poalstik om in stretchbere elektrode te meitsjen. De lithiumbatterij basearre op dizze struktuer is in protte kearen útrekt en bûgd. It kin noch hanthavenje in goede syklus kapasiteit.

Ultratinne batterijen wurde oer it generaal brûkt yn tinne elektroanyske produkten lykas elektroanyske kaarten, printe batterijen wurde typysk brûkt yn ienmalige senario's lykas RFID-tags, en fleksibele batterijen mei grutte kapasiteit wurde benammen brûkt yn yntelliginte elektroanyske produkten lykas horloazjes en mobile tillefoans dat fereaskje grutte kapasiteit. Better.

4.It kompetitive lânskip fan fleksibele batterijen

De fleksibele batterijmerk komt noch yn opkomst, en de dielnimmende spilers binne benammen tradisjonele batterijfabrikanten, technologygiganten en start-up bedriuwen. D'r is lykwols op it stuit gjin dominante fabrikant wrâldwiid, en de kleau tusken bedriuwen is net grut, en se binne yn prinsipe yn 'e R & D-stadium.

Fanút in regionaal perspektyf is it hjoeddeiske ûndersyk en ûntwikkeling fan fleksibele batterijen benammen konsintrearre yn 'e Feriene Steaten, Súd-Korea en Taiwan, lykas Imprint Energy yn' e Feriene Steaten, Hui Neng Taiwan, LG Chem yn Súd-Korea, ensfh. lykas Apple, Samsung en Panasonic brûke ek aktyf fleksibele batterijen. Mainland China hat bepaalde ûntwikkelingen makke op it mêd fan papierbatterijen. Listeare bedriuwen lykas Evergreen en Jiulong Industrial hawwe massaproduksje kinne berikke. Ferskate start-ups binne ek ûntstien yn oare technyske rjochtingen, lykas Beijing Xujiang Technology Co., Ltd., Soft Electronics Technology, en Jizhan Technology. Tagelyk ûntwikkelje wichtige wittenskiplike ûndersyksynstellingen ek nije technologyske rjochtingen.

It folgjende sil koart analysearje en fergelykje de produkten en bedriuwsdynamyk fan ferskate grutte ûntwikkelders op it mêd fan fleksibele batterijen:

Taiwan Huineng

FLCB sêfte plaat lithium keramyske batterij

1. De solid-state lithium keramyske batterij is oars as de floeibere elektrolyt brûkt yn 'e beskikbere lithium batterij. It sil net lekke, sels as it is brutsen, rekke, trochstutsen, of ferbaarnd en sil net fange fjoer, ferbaarne, of eksplodearje. Goede feiligens prestaasjes
2. Ultra-tin, de tinste kin berikke 0.38 mm
3. De batterij tichtens is net sa heech as dy fan lithium batterijen. De 33 mm34mm0.38mm lithium keramyske batterij hat in kapasiteit fan 10.5mAh en in enerzjytichtens fan 91Wh / L.
4. It is net fleksibel; it kin allinnich wurde bûgd, en kin net útrekkene, komprimearre, of draaid.

Bou yn 'e twadde helte fan 2018 it earste superfabryk fan' e wrâld fan solid-state lithium keramyske batterijen.

Súd-Korea LG Chem

Kabel batterij

1. It hat poerbêste fleksibiliteit en kin in bepaalde graad fan stretching ferneare
2. It is fleksibeler en hoecht net te pleatsen yn elektroanyske apparatuer lykas tradisjonele lithium-ion-batterijen. It kin oeral pleatst wurde en kin goed yntegreare wurde yn it produktûntwerp.
3. Kabelbatterij hat lytse kapasiteit en hege produksjekosten
4. Noch gjin enerzjyproduksje

Imprint Energy, Feriene Steaten

Sink polymer batterij

1. Ultra-tinne, goede dynamyske bûgen feiligens prestaasjes
2. Sink is minder toskysk as lithiumbatterijen en is in feiliger kar foar apparatuer dy't op minsken droegen wurdt

De ultra-tinne skaaimerken beheine de batterijkapasiteit, en de feiligensprestaasjes fan 'e sinkbatterij hat noch in lange termyn merkynspeksje nedich. Lange produktkonverzjetiid

Doch hannen mei Semtech om it fjild fan Internet of Things yn te gean

Jiangsu Enfusai Printing Electronics Co., Ltd.

Papier batterij

1. Is massa-produsearre en is brûkt yn RFID-tags, medyske en oare fjilden

It kin oanpasse 2. De grutte, dikte en foarm binne neffens brûkers 'behoeften, en it kin oanpasse de posysje fan de positive en negative elektroden fan de batterij.

1. De papierbatterij is foar ien kear gebrûk en kin net opladen wurde
2. De krêft is lyts, en de gebrûksscenario's binne beheind. It kin allinich jilde foar RFID elektroanyske tags, sensoren, smart cards, ynnovative ferpakking, ensfh.
3. Foltôgje de folsleine oankeap fan Enfucell yn Finlân yn 2018
4. Krige 70 miljoen RMB yn finansiering yn 2018

HOPPT BATTERY

3D printsjen batterij

1. Fergelykber 3D-printproses en technology foar fersterking fan nanofiber
2. Fleksibele lithiumbatterij hat de skaaimerken fan ljocht, tin en fleksibel

5.De takomstige ûntwikkeling fan fleksibele batterijen

Op it stuit hawwe fleksibele batterijen noch in lange wei te gean yn elektrogemyske prestaasjesyndikatoaren lykas batterijkapasiteit, enerzjytichtens en fytslibben. De batterijen ûntwikkele yn 'e besteande laboratoaria hawwe oer it generaal hege proseseasken, lege produksje-effisjinsje en hege kosten, dy't net geskikt binne foar grutskalige yndustriële produksje. Yn 'e takomst, op syk nei fleksibele elektrodes materialen en bêst electrolytes mei poerbêste wiidweidige prestaasjes, ynnovative batterij struktuer design, en de ûntwikkeling fan nije solid-state batterij tarieding prosessen binne trochbraak rjochtingen.

Derneist is it wichtichste pinepunt fan 'e hjoeddeistige batterijsektor de batterijlibben. Yn 'e takomst moatte batterijfabrikanten dy't in foardielige posysje berikke kinne it probleem fan batterijlibben en fleksibele produksje tagelyk oplosse. De tapassing fan nije enerzjyboarnen (lykas sinne-enerzjy en bio-enerzjy) of nije materialen (lykas grafene) wurdt ferwachte dat dizze twa problemen tagelyk oplosse.

Fleksibele batterijen wurde yn 'e takomst de aorta fan konsuminteelektronika. Yn 'e foar te fernimmen takomst sille technologyske trochbraken op it heule mêd fan fleksibele elektroanika fertsjintwurdige troch fleksibele batterijen ûnûntkomber enoarme feroaringen bringe yn streamop- en streamôfwerts yndustry.