By hoppt
Coa mellora do nivel de vida e o desenvolvemento da tecnoloxía, a electrónica flexible recibiu cada vez máis atención. O progreso da tecnoloxía electrónica flexible pode cambiar profundamente a forma do produto en saúde, wearable, Internet of Everything e mesmo robótica, e ten un gran potencial de mercado.
Coa mellora do nivel de vida e o desenvolvemento da tecnoloxía, a electrónica flexible recibiu cada vez máis atención. O progreso da tecnoloxía electrónica flexible pode cambiar profundamente a forma do produto en saúde, wearable, Internet of Everything e mesmo robótica, e ten un gran potencial de mercado.
Moitas empresas investiron unha gran cantidade de investigación e desenvolvemento, unha tras outra implantación precoz de tecnoloxía de próxima xeración e desenvolvemento de novos produtos. Recentemente, os teléfonos móbiles plegables convertéronse nunha dirección favorita. O pregamento é o primeiro paso para que os produtos electrónicos pasen da rixidez tradicional á flexibilidade.
Samsung Galaxy Fold e Huawei Mate X levaron os teléfonos plegables á vista do público e son realmente comerciais, pero as súas solucións están todas articuladas pola metade. Aínda que se usa unha peza enteira de pantalla OLED flexible, o resto é O dispositivo non se pode dobrar nin dobrar. Na actualidade, o verdadeiro factor limitante para os dispositivos flexibles como os teléfonos móbiles flexibles xa non é a propia pantalla senón a innovación da electrónica flexible, especialmente as baterías flexibles. A batería de subministración de enerxía adoita ocupar a maior parte do volume do dispositivo, polo que tamén é a parte esencial máis probable para conseguir unha verdadeira flexibilidade e flexibilidade. Ademais, os dispositivos que se poden levar como reloxos intelixentes e pulseiras intelixentes aínda usan baterías ríxidas tradicionais, que son de tamaño limitado, polo que a duración da batería se sacrifica a miúdo. Polo tanto, as baterías flexibles de gran capacidade e alta flexibilidade son un factor revolucionario nos teléfonos móbiles plegables e nos dispositivos portátiles.
Batería flexible xeralmente refírense a baterías que se poden dobrar e usar repetidamente. As súas propiedades inclúen flexíbel, estirable, plegable e retorcido; poden ser baterías de ión-litio, baterías de zinc-manganeso ou baterías de prata-zinc, ou incluso supercondensadores. Dado que cada parte da batería flexible sofre certa deformación durante o proceso de pregamento e estiramento, os materiais e a estrutura de cada parte da batería flexible deben manter o seu rendemento despois de varias veces de pregamento e estiramento. Por suposto, os requisitos técnicos neste campo son moi altos. Alto. Despois de que a batería de litio ríxida actual se deforme, o seu rendemento quedará gravemente danado e ata pode haber perigos de seguridade. Polo tanto, as baterías flexibles requiren materiais e deseños estruturais novos.
En comparación coas baterías ríxidas tradicionais, as baterías flexibles teñen unha maior adaptabilidade ambiental, un rendemento anti-colisións e unha mellor seguridade. Ademais, as baterías flexibles poden facer que os produtos electrónicos se desenvolvan nunha dirección máis ergonómica. As baterías flexibles poden reducir significativamente o custo e o volume do hardware intelixente, engadir novas capacidades e mellorar as existentes, o que permite que o hardware innovador e o mundo físico logren unha integración profunda sen precedentes.
A industria electrónica flexible considérase a próxima gran tendencia de desenvolvemento da industria electrónica. Os factores impulsores do seu rápido desenvolvemento son a enorme demanda do mercado e as vigorosas políticas nacionais. Moitos países estranxeiros xa formularon plans de investigación para a electrónica flexible. Como o plan FDCASU de EE. UU., o Proxecto Horizonte da Unión Europea, a "Estratexia Nacional de TI Verde de Corea" de Corea do Sur, etc., o Plan Quinquenal 12 e 13 da Fundación de Ciencias Naturales de China tamén inclúe a electrónica flexible como unha importante área de investigación de
Ademais de integrar circuítos electrónicos, materiais funcionais, fabricación de micronano e outros campos tecnolóxicos, a tecnoloxía electrónica flexible tamén abarca semicondutores, envases, probas, téxtiles, produtos químicos, circuítos impresos, paneis de visualización e outras industrias. Impulsará un mercado de billóns de dólares e axudará aos sectores tradicionais a mellorar o valor engadido das industrias e a levar cambios revolucionarios á estrutura industrial e á vida humana. Segundo as previsións de organizacións autorizadas, a industria electrónica flexible terá un valor de 46.94 millóns de dólares en 2018 e 301 millóns de dólares en 2028, cunha taxa de crecemento anual composta de case o 30% entre 2011 e 2028, e está nunha tendencia a longo prazo. crecemento rápido.
Batería flexible: a arteria dos produtos electrónicos de consumo do futuro 〡 Orixinal de Mizuki Capital
Figura 1: Cadea da industria de baterías flexibles
As baterías flexibles son unha parte vital do campo da electrónica flexible. Pódense usar en teléfonos móbiles plegables, dispositivos portátiles, roupa brillante e outras áreas e teñen unha ampla demanda do mercado. Segundo un informe de investigación sobre a previsión do mercado global de baterías flexibles para 2020 emitido por Markets and Markets, espérase que para 2020 o mercado global de baterías flexibles alcance os 617 millóns de dólares estadounidenses. De 2015 a 2020, a batería flexible crecerá cunha taxa de crecemento anual composta do 53.68%. Aumentar. Como unha industria típica de batería flexible, a industria dos dispositivos portátiles espérase que envíe 280 millóns de unidades en 2021. A medida que o hardware tradicional entra nun período de pescozo de botella e as aplicacións innovadoras das novas tecnoloxías, os dispositivos portátiles marcan o inicio dun novo período de rápido desenvolvemento. Haberá unha gran demanda de baterías flexibles.
Non obstante, a industria de baterías flexibles aínda se enfronta a moitos desafíos, e o maior problema son os problemas técnicos. A industria flexible das baterías ten grandes barreiras de entrada e hai que resolver moitos problemas como materiais, estruturas e procesos de produción. Na actualidade, moitos traballos de investigación aínda están en fase de laboratorio e hai moi poucas empresas que poidan realizar produción en masa.
A dirección técnica para a realización de baterías flexibles ou estirables é principalmente o deseño de novas estruturas e materiais flexibles. En concreto, existen principalmente as tres categorías seguintes:
3.1.Batería de película fina
O principio básico das baterías de película fina é utilizar un tratamento ultrafino dos materiais en cada capa de batería para facilitar a flexión e, en segundo lugar, mellorar o rendemento do ciclo modificando o material ou o electrólito. As baterías de película fina representan principalmente baterías de cerámica de litio de Taiwan Huineng e baterías de polímero de cinc de Imprint Energy nos Estados Unidos. A vantaxe deste tipo de batería é que pode alcanzar un certo grao de flexión e é ultrafina (<1 mm); a desvantaxe é que a TI non pode estiralo, a vida decae rapidamente despois de virar, a capacidade é pequena (nivel de miliamperios-hora) e o custo é alto.
3.2.Batería impresa (batería de papel)
Como as baterías de película delgada, as baterías de papel son baterías que usan película delgada como soporte. A diferenza é que unha tinta especial feita de materiais condutores e nanomateriais de carbono está recuberta na película durante o proceso de preparación. As características das baterías de papel impreso de película fina son suaves, lixeiras e delgadas. Aínda que teñen menor potencia que as baterías de película fina, son máis respectuosas co medio ambiente, xeralmente unha batería desbotable.
As baterías de papel pertencen á electrónica impresa, e todos os seus compoñentes ou pezas complétanse mediante métodos de produción de impresión. Ao mesmo tempo, os produtos electrónicos impresos son bidimensionais e teñen características flexibles.
3.3.Batería de deseño de nova estrutura (batería flexible de gran capacidade)
As baterías de película fina e as impresas están limitadas polo seu volume e só poden conseguir produtos de baixa potencia. E máis escenarios de aplicación teñen máis demanda de poder inmenso. Isto fai que as baterías flexibles 3D de película non delgada sexan un mercado candente. Por exemplo, a popular batería flexible e extensible de gran capacidade actual realizada pola estrutura da ponte da illa. O principio desta batería é a estrutura en serie-paralelo da batería. A dificultade reside na alta condutividade e na conexión fiable entre as baterías, que poden estirarse e dobrarse, e o deseño externo de protexer o paquete. A vantaxe deste tipo de batería é que pode estirarse, dobrarse e torcerse. Ao xirar, só dobrar o conector non afecta a vida útil da propia batería. Ten unha gran capacidade (nivel amperio-hora) e baixo custo; a desvantaxe é que a suavidade local non é tan boa como unha batería ultrafina. Sexa pequeno. Tamén hai unha estrutura de origami, que dobra o papel de dimensións 2D en varias formas no espazo 3D dobrando e dobrando. Esta tecnoloxía de origami aplícase ás baterías de ión-litio, e o colector de corrente, o electrodo positivo, o electrodo negativo, etc., están dobrados segundo diferentes ángulos de pregamento. Cando se estira e se dobra, a batería pode soportar moita presión debido ao efecto de pregamento e ten unha boa elasticidade. Non afectará o rendemento. Ademais, adoitan adoptar unha estrutura en forma de onda, é dicir, unha estrutura estirable en forma de onda. O material activo aplícase á peza polar metálica en forma de onda para facer un electrodo estirable. A batería de litio baseada nesta estrutura foi estirada e dobrada moitas veces. Aínda pode manter unha boa capacidade de ciclo.
As baterías ultrafinas úsanse xeralmente en produtos electrónicos finos, como tarxetas electrónicas, as baterías impresas adoitan usarse en escenarios dun só uso, como as etiquetas RFID, e as baterías flexibles de gran capacidade úsanse principalmente en produtos electrónicos intelixentes como reloxos e teléfonos móbiles. que requiren gran capacidade. Superior.
O mercado flexible de baterías aínda está emerxendo, e os actores participantes son principalmente fabricantes de baterías tradicionais, xigantes tecnolóxicos e empresas de nova creación. Non obstante, actualmente non existe un fabricante dominante a nivel mundial, e a brecha entre as empresas non é grande e atópanse basicamente en fase de I+D.
Desde unha perspectiva rexional, a investigación e o desenvolvemento actuais de baterías flexibles concéntranse principalmente nos Estados Unidos, Corea do Sur e Taiwán, como Imprint Energy nos Estados Unidos, Hui Neng Taiwan, LG Chem en Corea do Sur, etc. Xigantes tecnolóxicos como Apple, Samsung e Panasonic tamén están a implementar activamente baterías flexibles. China continental realizou certos desenvolvementos no campo das baterías de papel. Empresas que cotizan en bolsa como Evergreen e Jiulong Industrial puideron producir en masa. Tamén xurdiron varias empresas emergentes noutras direccións técnicas, como Beijing Xujiang Technology Co., Ltd., Soft Electronics Technology e Jizhan Technology. Ao mesmo tempo, importantes institucións de investigación científica tamén están a desenvolver novas direccións tecnolóxicas.
A continuación analizaremos e compararemos brevemente os produtos e as dinámicas da empresa de varios principais desenvolvedores no campo das baterías flexibles:
Taiwán Huineng
Batería de cerámica de litio de placa blanda FLCB
No segundo semestre de 2018, constrúe a primeira superfábrica do mundo de baterías cerámicas de litio de estado sólido.
Corea do Sur LG Chem
Batería de cable
Imprint Energy, EUA
Batería de polímero de zinc
As características ultrafinas limitan a capacidade da batería e o rendemento de seguridade da batería de cinc aínda necesita unha inspección de mercado a longo prazo. Longo tempo de conversión do produto
Únete a Semtech para entrar no campo da Internet das Cousas
Jiangsu Enfusai Printing Electronics Co., Ltd.
Batería de papel
Pode personalizar 2. O tamaño, o grosor e a forma están segundo as necesidades dos usuarios e pode axustar a posición dos electrodos positivos e negativos da batería.
HOPPT BATTERY
Batería de impresión 3D
Na actualidade, as baterías flexibles aínda teñen un longo camiño por percorrer en indicadores de rendemento electroquímico, como a capacidade da batería, a densidade de enerxía e o ciclo de vida. As baterías desenvolvidas nos laboratorios existentes teñen xeralmente altos requisitos de proceso, baixa eficiencia de produción e altos custos, que non son aptas para a produción industrial a gran escala. No futuro, buscar materiais de electrodos flexibles e electrólitos sólidos con excelente rendemento integral, deseño innovador de estruturas de baterías e desenvolvemento de novos procesos de preparación de baterías de estado sólido son direccións innovadoras.
Ademais, o punto de dor máis importante da industria actual da batería é a duración da batería. No futuro, os fabricantes de baterías que poden acadar unha posición vantaxosa deben resolver o problema da duración da batería e da produción flexible ao mesmo tempo. Espérase que a aplicación de novas fontes de enerxía (como a enerxía solar e a bioenerxía) ou de novos materiais (como o grafeno) resolvan estes dous problemas simultaneamente.
As baterías flexibles están a converterse no futuro na aorta dos produtos electrónicos de consumo. Nun futuro previsible, os avances tecnolóxicos en todo o campo da electrónica flexible representada por baterías flexibles provocarán inevitablemente cambios tremendos nas industrias de ascendente e descendente.
responder dentro de 6 horas, calquera pregunta é benvida!
