Çevik batareya - gələcəkdə istehlakçı elektronikasının arteriyası

Yaşayış standartlarının yaxşılaşdırılması və texnologiyanın inkişafı ilə çevik elektronika getdikcə daha çox diqqət çəkdi. Çevik elektron texnologiyanın tərəqqisi sağlamlıq, geyilə bilən, Hər şeyin İnterneti və hətta robototexnika sahəsində məhsul formasını dərindən dəyişə bilər və geniş bazar potensialına malikdir.

Yaşayış standartlarının yaxşılaşdırılması və texnologiyanın inkişafı ilə çevik elektronika getdikcə daha çox diqqət çəkdi. Çevik elektron texnologiyanın tərəqqisi sağlamlıq, geyilə bilən, Hər şeyin İnterneti və hətta robototexnika sahəsində məhsul formasını dərindən dəyişə bilər və geniş bazar potensialına malikdir.

Bir çox şirkətlər bir-birinin ardınca yeni nəsil texnologiyanın erkən tətbiqi və yeni məhsulun inkişafı üçün çoxlu tədqiqat və inkişafa sərmayə qoydular. Son vaxtlar qatlanan mobil telefonlar üstünlük verilən istiqamətə çevrilib. Qatlama elektron məhsulların ənənəvi sərtlikdən elastikliyə keçməsi üçün ilk addımdır.

Samsung Galaxy Fold və Huawei Mate X qatlanan telefonları ictimaiyyətin nəzərinə çatdırdı və həqiqətən kommersiya xarakteri daşıyır, lakin onların həlləri yarıya bölünür. Bütün çevik OLED displeyindən istifadə olunsa da, qalan hissəsi cihaz qatlana və ya əyilə bilməz. Hazırda çevik mobil telefonlar kimi çevik qurğular üçün əsl məhdudlaşdırıcı amil artıq ekranın özü deyil, çevik elektronikanın, xüsusən də çevik batareyaların innovasiyasıdır. Enerji təchizatı batareyası tez-tez cihazın həcminin çox hissəsini tutur, ona görə də o, həm də həqiqi elastikliyə və əyilmə qabiliyyətinə nail olmaq üçün ən vacib hissədir. Bundan əlavə, ağıllı saatlar və ağıllı bilərziklər kimi taxıla bilən cihazlar hələ də ölçüsü məhdud olan ənənəvi sərt batareyalardan istifadə edir və nəticədə batareyanın ömrü tez-tez qurban verilir. Buna görə də, böyük tutumlu, yüksək elastikliyə malik çevik batareyalar qatlana bilən cib telefonlarında və geyilə bilən cihazlarda inqilabi amildir.

1. Çevik batareyaların tərifi və üstünlükləri

Çevik batareya ümumiyyətlə əyilə bilən və dəfələrlə istifadə oluna bilən batareyalara aiddir. Onların xassələrinə bükülə bilən, uzana bilən, qatlana bilən və bükülə bilən; onlar litium-ion batareyalar, sink-manqan batareyaları və ya gümüş-sink batareyaları və ya hətta Superkapasitor ola bilər. Çevik batareyanın hər bir hissəsi qatlama və uzanma prosesində müəyyən deformasiyaya məruz qaldığından, elastik batareyanın hər bir hissəsinin materialları və strukturu bir neçə dəfə qatlama və uzanmadan sonra performansını saxlamalıdır. Təbii ki, bu sahədə texniki tələblər çox yüksəkdir. Yüksək. Cari sərt litium batareya deformasiyaya məruz qaldıqdan sonra onun performansı ciddi şəkildə zədələnəcək və hətta təhlükəsizlik təhlükələri də ola bilər. Buna görə də, elastik batareyalar tamamilə yeni materiallar və struktur dizaynları tələb edir.

Ənənəvi sərt batareyalarla müqayisədə çevik batareyalar daha yüksək ətraf mühitə uyğunlaşma qabiliyyətinə, toqquşmaya qarşı performansa və daha yaxşı təhlükəsizliyə malikdir. Üstəlik, elastik batareyalar elektron məhsulları daha erqonomik istiqamətdə inkişaf etdirə bilər. Çevik batareyalar intellektual avadanlıqların dəyərini və həcmini əhəmiyyətli dərəcədə azalda bilər, yeni imkanlar əlavə edə və mövcud imkanları təkmilləşdirə bilər, innovativ aparat və fiziki dünyaya görünməmiş dərin inteqrasiya əldə etməyə imkan verir.

2. Çevik batareyaların bazar ölçüsü

Çevik elektronika sənayesi elektronika sənayesinin növbəti əsas inkişaf tendensiyası hesab olunur. Onun sürətli inkişafının aparıcı amilləri böyük bazar tələbi və güclü milli siyasətdir. Bir çox xarici ölkələr çevik elektronika üçün tədqiqat planlarını artıq formalaşdırıblar. ABŞ FDCASU planı, Avropa Birliyinin Horizon Layihəsi, Cənubi Koreyanın "Koreya Yaşıl İT Milli Strategiyası" və s. kimi, Çinin 12 və 13-cü Beşillik Planının Təbiət Elmləri Fondu da çevik elektronikanı mühüm tədqiqat sahəsi kimi əhatə edir. mikro-nano istehsalı.

Elektron sxemləri, funksional materialları, mikro-nano istehsalı və digər texnologiya sahələrini inteqrasiya etməklə yanaşı, çevik elektron texnologiya yarımkeçiricilər, qablaşdırma, sınaq, tekstil, kimyəvi maddələr, çap sxemləri, displey panelləri və digər sənaye sahələrini də əhatə edir. O, trilyon dollarlıq bazarı idarə edəcək və sənayelərin əlavə dəyərini artırmaqda və sənaye strukturuna və insan həyatına inqilabi dəyişikliklər gətirməkdə Ənənəvi sektorlara kömək edəcək. Nüfuzlu təşkilatların proqnozlarına görə, çevik elektronika sənayesi 46.94-ci ildə 2018 milyard ABŞ dolları və 301-ci ildə 2028 milyard ABŞ dolları dəyərində olacaq, 30-ci ildən 2011-ci ilə qədər mürəkkəb illik artım tempi təxminən 2028% olacaq və uzunmüddətli tendensiyadadır. sürətli artım.

Çevik batareya - gələcəkdə istehlakçı elektronikasının arteriyası 〡 Mizuki Capital orijinal
Şəkil 1: Çevik batareya sənayesi zənciri

Flexible batareya çevik elektronika sahəsinin vacib hissəsidir. Onlar qatlanan cib telefonlarında, geyilə bilən cihazlarda, parlaq geyimlərdə və digər sahələrdə istifadə oluna bilər və geniş bazar tələbatına malikdir. Markets and Markets tərəfindən 2020-ci il üçün qlobal çevik batareya bazarı proqnozuna dair araşdırma hesabatına görə, 2020-ci ilə qədər qlobal çevik batareya bazarının 617 milyon ABŞ dollarına çatacağı gözlənilir. 2015-ci ildən 2020-ci ilə qədər elastik batareya illik 53.68% mürəkkəb artım tempi ilə artacaq. Artırmaq. Çevik batareyanın tipik aşağı axını sənayesi olaraq, daşınan cihaz sənayesinin 280-ci ildə 2021 milyon ədəd tədarük edəcəyi gözlənilir. Ənənəvi aparat darboğaz dövrünə və yeni texnologiyaların innovativ tətbiqlərinə qədəm qoyduğu üçün daşınan cihazlar yeni sürətli inkişaf dövrünü açır. Çevik batareyalara böyük tələbat olacaq.

Bununla belə, elastik batareya sənayesi hələ də bir çox problemlərlə üzləşir və ən böyük problem texniki problemlərdir. Çevik akkumulyator sənayesi giriş üçün yüksək maneələrə malikdir və materiallar, strukturlar və istehsal prosesləri kimi bir çox məsələnin həlli lazımdır. Hazırda bir çox tədqiqat işləri hələ laboratoriya mərhələsindədir və kütləvi istehsalı həyata keçirə bilən şirkətlər çox azdır.

3. Çevik akkumulyatorların texniki istiqaməti

Çevik və ya dartılan batareyaların reallaşdırılması üçün texniki istiqamət əsasən yeni strukturların və çevik materialların dizaynıdır. Xüsusilə, ilk növbədə aşağıdakı üç kateqoriya var:

3.1.Nazik film batareyası

İncə film batareyalarının əsas prinsipi əyilməni asanlaşdırmaq və ikincisi, materialı və ya elektroliti dəyişdirərək dövrünün performansını yaxşılaşdırmaq üçün hər bir batareya təbəqəsindəki materialların ultra nazik emalından istifadə etməkdir. Nazik filmli batareyalar əsasən Tayvan Huineng-dən olan litium-keramik batareyaları və ABŞ-dakı Imprint Energy-dən sink polimer batareyaları təmsil edir. Bu cür akkumulyatorun üstünlüyü ondan ibarətdir ki, o, müəyyən dərəcədə əyilməyə nail ola bilir və ultra nazikdir (<1mm); dezavantaj odur ki, İT onu uzada bilmir, fırlanandan sonra ömrü tez azalır, tutum kiçikdir (milliamp-saat səviyyəsi) və dəyəri yüksəkdir.

3.2.Çap edilmiş batareya (kağız batareya)

Nazik təbəqəli batareyalar kimi, kağız batareyalar da daşıyıcı kimi nazik təbəqədən istifadə edən batareyalardır. Fərq ondadır ki, hazırlıq prosesində filmin üzərinə keçirici materiallardan və karbon nanomateriallarından hazırlanmış xüsusi mürəkkəb vurulur. Nazik təbəqəli çap kağız batareyalarının xüsusiyyətləri yumşaq, yüngül və nazikdir. Onlar nazik təbəqəli batareyalardan daha az gücə malik olsalar da, daha ekoloji cəhətdən təmizdirlər - ümumiyyətlə birdəfəlik batareyadır.

Kağız batareyaları çap edilmiş elektronikaya aiddir və onların bütün komponentləri və ya hissələri çap istehsalı üsulları ilə tamamlanır. Eyni zamanda çap olunmuş elektron məhsullar ikiölçülüdür və çevik xüsusiyyətlərə malikdir.

3.3.Yeni struktur dizayn batareyası (böyük tutumlu çevik batareya)

Nazik film batareyaları və çap edilmiş batareyalar həcmlə məhdudlaşır və yalnız aşağı gücə malik məhsullara nail ola bilər. Və daha çox tətbiq ssenarilərində böyük gücə daha çox tələbat var. Bu, nazik olmayan film 3D elastik batareyaları isti bazara çevirir. Məsələn, ada körpüsü strukturu tərəfindən həyata keçirilən indiki məşhur böyük tutumlu çevik, uzana bilən batareya. Bu akkumulyatorun prinsipi batareya paketinin seriyalı-paralel quruluşudur. Çətinlik yüksək keçiricilikdə və uzana və əyilə bilən batareyalar ilə xarici Protect paketinin dizaynı arasında etibarlı əlaqədədir. Bu tip batareyanın üstünlüyü ondan ibarətdir ki, o, uzana, əyilə və bükülə bilər. Dönərkən, yalnız konnektorun əyilməsi batareyanın ömrünə təsir göstərmir. Böyük bir tutuma (amper-saat səviyyəsinə) və aşağı qiymətə malikdir; dezavantaj yerli yumşaqlığın ultra nazik batareya kimi yaxşı olmamasıdır. Kiçik ol. 2D ölçülü kağızı qatlayaraq və əyərək 3D məkanında müxtəlif formalara qatlayan origami quruluşu da var. Bu origami texnologiyası litium-ion batareyalara tətbiq edilir və cərəyan kollektoru, müsbət elektrod, mənfi elektrod və s., müxtəlif qatlama bucaqlarına görə qatlanır. Uzandıqda və əyildikdə, batareya qatlama effektinə görə çox təzyiqə davam edə bilər və yaxşı elastikliyə malikdir. Performansa təsir etməyəcək. Bundan əlavə, onlar tez-tez dalğa formalı bir quruluşu, yəni dalğa formalı uzanan bir quruluşu qəbul edirlər. Aktiv material uzanan elektrod hazırlamaq üçün dalğavari metal dirək parçasına tətbiq edilir. Bu konstruksiyaya əsaslanan litium batareya dəfələrlə dartılmış və əyilmişdir. O, hələ də yaxşı dövriyyə qabiliyyətini saxlaya bilir.

Ultra nazik batareyalar ümumiyyətlə elektron kartlar kimi nazik elektron məhsullarda istifadə olunur, çap edilmiş batareyalar adətən RFID etiketləri kimi birdəfəlik istifadə ssenarilərində istifadə olunur və böyük tutumlu çevik batareyalar əsasən saatlar və mobil telefonlar kimi ağıllı elektron məhsullarda istifadə olunur. böyük tutum tələb edən. üstün.

4. Çevik batareyaların rəqabət mənzərəsi

Çevik akkumulyator bazarı hələ də inkişaf etməkdədir və iştirakçı oyunçular əsasən ənənəvi batareya istehsalçıları, texnologiya nəhəngləri və başlanğıc şirkətlərdir. Bununla belə, hazırda qlobal miqyasda dominant istehsalçı yoxdur və şirkətlər arasında fərq böyük deyil və onlar əsasən R&D mərhələsindədirlər.

Regional nöqteyi-nəzərdən, çevik batareyaların hazırkı tədqiqatı və inkişafı əsasən ABŞ, Cənubi Koreya və Tayvanda cəmlənib, məsələn, ABŞ-da Imprint Energy, Hui Neng Tayvan, Cənubi Koreyada LG Chem və s. Texnologiya nəhəngləri Apple, Samsung və Panasonic kimi şirkətlər də elastik batareyaları aktiv şəkildə yerləşdirirlər. Materik Çin kağız batareyaları sahəsində müəyyən inkişaflar etdi. Evergreen və Jiulong Industrial kimi siyahıya alınmış şirkətlər kütləvi istehsala nail ola biliblər. Beijing Xujiang Technology Co., Ltd., Soft Electronics Technology və Jizhan Technology kimi digər texniki istiqamətlərdə də bir neçə startap yaranıb. Eyni zamanda, əhəmiyyətli elmi tədqiqat institutları da yeni texnoloji istiqamətlər hazırlayır.

Aşağıdakılar çevik batareyalar sahəsində bir neçə əsas inkişaf etdiricinin məhsullarını və şirkət dinamikasını qısaca təhlil edəcək və müqayisə edəcək:

Tayvan Huineng

FLCB yumşaq boşqab litium keramika batareyası

1. Bərk hallı litium keramika batareyası mövcud litium batareyada istifadə olunan maye elektrolitdən fərqlidir. Qırılsa, vurulsa, deşilsə və ya yansa belə sızmaz və alışmaz, yanmaz və partlamaz. Yaxşı təhlükəsizlik performansı
2. Ultra nazik, ən naziki 0.38 mm-ə çata bilər
3. Batareyanın sıxlığı litium batareyaları qədər yüksək deyil. 33 mm34mm0.38 mm litium keramika batareyası 10.5 mAh tutuma və 91 Wh/L enerji sıxlığına malikdir.
4. Bu çevik deyil; o, yalnız əyilə bilər, onu dartmaq, sıxmaq və ya bükmək olmaz.

2018-ci ilin ikinci yarısında dünyanın ilk bərk cisimli litium keramika batareyalarının super fabrikini tikin.

Cənubi Koreya LG Chem

Kabel batareyası

1. Əla elastikliyə malikdir və müəyyən dərəcədə uzanmağa davam edə bilər
2. O, daha çevikdir və ənənəvi litium-ion batareyalar kimi elektron avadanlıqların içərisinə yerləşdirilməsinə ehtiyac yoxdur. İstənilən yerə yerləşdirilə bilər və məhsulun dizaynına yaxşı inteqrasiya oluna bilər.
3. Kabel batareyası kiçik tutuma və yüksək istehsal dəyərinə malikdir
4. Hələlik enerji istehsalı yoxdur

Imprint Energy, ABŞ

Sink polimer batareya

1. Ultra nazik, yaxşı dinamik əyilmə təhlükəsizlik performansı
2. Sink litium akkumulyatorlardan daha az zəhərlidir və insanlara taxılan avadanlıqlar üçün daha təhlükəsiz seçimdir

Ultra nazik xüsusiyyətlər batareyanın tutumunu məhdudlaşdırır və sink batareyasının təhlükəsizlik performansı hələ də uzunmüddətli bazar yoxlamasına ehtiyac duyur. Uzun məhsul çevrilmə müddəti

Əşyaların İnterneti sahəsinə daxil olmaq üçün Semtech ilə əl-ələ verin

Jiangsu Enfusai Printing Electronics Co., Ltd.

Kağız batareya

1. Kütləvi istehsal edilmişdir və RFID etiketlərində, tibbdə və digər sahələrdə istifadə edilmişdir

O, fərdiləşdirə bilər 2. Ölçüsü, qalınlığı və forması istifadəçilərin ehtiyaclarına uyğundur və batareyanın müsbət və mənfi elektrodlarının vəziyyətini tənzimləyə bilər.

1. Kağız batareyası birdəfəlik istifadə üçündür və onu yenidən doldurmaq mümkün deyil
2. Güc kiçikdir və istifadə ssenariləri məhduddur. O, yalnız RFID elektron etiketlərə, sensorlara, smart kartlara, innovativ qablaşdırmaya və s.
3. 2018-ci ildə Finlandiyada Enfucell şirkətinin tam mülkiyyətində olan alınmasını tamamlayın
4. 70-ci ildə 2018 milyon RMB maliyyələşdirilib

HOPPT BATTERY

3D çap batareyası

1. Oxşar 3D çap prosesi və nanofiber gücləndirmə texnologiyası
2. Flexible litium batareya yüngül, nazik və çevik xüsusiyyətlərə malikdir

5. Çevik batareyaların gələcək inkişafı

Hal-hazırda, elastik batareyaların batareya tutumu, enerji sıxlığı və dövriyyə müddəti kimi elektrokimyəvi performans göstəricilərində hələ uzun bir yolu var. Mövcud laboratoriyalarda hazırlanmış akkumulyatorlar, ümumiyyətlə, yüksək texnoloji tələblərə, aşağı istehsal səmərəliliyinə və yüksək qiymətə malikdir, bu da iri sənaye istehsalı üçün yararsızdır. Gələcəkdə mükəmməl hərtərəfli performansa malik çevik elektrod materialları və bərk elektrolitlərin axtarışı, innovativ akkumulyator strukturu dizaynı və yeni bərk cisimli akkumulyatorların hazırlanması proseslərinin inkişafı sıçrayış istiqamətləridir.

Bundan əlavə, mövcud batareya sənayesinin ən əhəmiyyətli ağrı nöqtəsi batareyanın ömrüdür. Gələcəkdə üstünlüklü mövqe əldə edə bilən akkumulyator istehsalçıları batareyanın ömrü və elastik istehsal problemini eyni vaxtda həll etməlidirlər. Yeni enerji mənbələrinin (məsələn, günəş enerjisi və bioenerji) və ya yeni materialların (məsələn, qrafen) tətbiqinin bu iki problemi eyni vaxtda həll edəcəyi gözlənilir.

Çevik batareyalar gələcəkdə məişət elektronikasının aortasına çevrilir. Yaxın gələcəkdə çevik batareyalarla təmsil olunan çevik elektronikanın bütün sahəsində texnoloji irəliləyişlər qaçılmaz olaraq yuxarı və aşağı sənaye sahələrində böyük dəyişikliklərə səbəb olacaqdır.