Ийкемдүү батарейка - келечектеги керектөө электроникасынын артериясы

Жашоо деңгээлинин жакшырышы жана технологиянын өнүгүшү менен ийкемдүү электроника барган сайын көбүрөөк көңүл бура баштады. Ийкемдүү электрондук технологиянын прогресси ден-соолукта, кийилүүчү, Бардык нерсенин Интернетинде, ал тургай робототехникада продукт формасын түп-тамырынан бери өзгөртө алат жана чоң рынок потенциалына ээ.

Жашоо деңгээлинин жакшырышы жана технологиянын өнүгүшү менен ийкемдүү электроника барган сайын көбүрөөк көңүл бура баштады. Ийкемдүү электрондук технологиянын прогресси ден-соолукта, кийилүүчү, Бардык нерсенин Интернетинде, ал тургай робототехникада продукт формасын түп-тамырынан бери өзгөртө алат жана чоң рынок потенциалына ээ.

Көптөгөн компаниялар кийинки муундагы технологияларды эртерээк жайылтууга жана жаңы продуктуларды иштеп чыгууга көптөгөн изилдөөлөрдү жана иштеп чыгууларды инвестициялашты. Акыркы убакта бүктөлүүчү уюлдук телефондор популярдуу болуп калды. Бүктөө электрондук өнүмдөрдүн салттуу катаалдыктан ийкемдүүлүккө өтүүсүнө биринчи кадам болуп саналат.

Samsung Galaxy Fold жана Huawei Mate X бүктөлүүчү телефондорду коомчулуктун көз карашына алып келди жана чындап эле коммерциялык, бирок алардын чечимдери бардыгы тең жарым бөлүккө бириктирилген. Ийкемдүү OLED дисплейдин бүтүндөй бөлүгү колдонулганы менен, калганы түзмөктү бүктөп же ийүүгө болбойт. Учурда ийкемдүү уюлдук телефондор сыяктуу ийкемдүү түзүлүштөрдү чектөөчү фактор бул экрандын өзү эмес, ийкемдүү электрониканын, өзгөчө ийкемдүү батарейкалардын инновациясы. Энергия менен камсыз кылуучу батарейка көбүнчө аппараттын көлөмүнүн көбүн ээлейт, ошондуктан ал чыныгы ийкемдүүлүккө жана ийилүүгө жетишүүдө эң маанилүү бөлүгү болуп саналат. Кошумчалай кетсек, акылдуу сааттар жана акылдуу билериктер сыяктуу тагынуучу түзүлүштөр дагы эле өлчөмдөрү чектелген салттуу катуу батареяларды колдонушат, натыйжада батареянын иштөө мөөнөтү көбүнчө курмандыкка чалынат. Ошондуктан, чоң сыйымдуулуктагы, ийкемдүү ийкемдүү батарейкалар бүктөлүүчү уюлдук телефондордо жана тагынуучу аппараттарда революциялык фактор болуп саналат.

1.Ийкемдүү батарейкалардын аныктамасы жана артыкчылыктары

Ийкемдүү батарейка көбүнчө ийилген жана кайра-кайра колдонула турган батарейкаларды билдирет. Алардын касиеттери ийилүүчү, чоюлма, бүктөлүүчү жана бурмалоону камтыйт; алар литий-иондук батарейкалар, цинк-марганецтик батарейкалар же күмүш-цинк батареялары, ал тургай Supercapacitor болушу мүмкүн. Ийкемдүү батареянын ар бир бөлүгү бүктөлүү жана созуу процессинде белгилүү бир деформацияга дуушар болгондуктан, ийкемдүү батареянын ар бир бөлүгүнүн материалдары жана түзүмү бир нече жолу бүктөлгөн жана чоюлгандан кийин иштеши керек. Албетте, бул тармакта техникалык талаптар абдан жогору. Жогорку. Учурдагы катуу литий батареясы деформацияга дуушар болгондон кийин, анын иштеши катуу бузулат, ал тургай, коопсуздук коркунучтары болушу мүмкүн. Ошондуктан ийкемдүү батарейкалар жаңы материалдарды жана конструкциялык долбоорлорду талап кылат.

Салттуу катуу батарейкаларга салыштырмалуу ийкемдүү батарейкалар айлана-чөйрөгө ыңгайлашуу жөндөмдүүлүгүнө, кагылышууга каршы иштөөсүнө жана жакшыраак коопсуздукка ээ. Мындан тышкары, ийкемдүү батарейкалар электрондук өнүмдөрдү эргономикалык багытта өнүктүрүүгө жардам берет. Ийкемдүү батарейкалар интеллектуалдык жабдыктын баасын жана көлөмүн бир топ төмөндөтүп, жаңы мүмкүнчүлүктөрдү кошуп, учурдагы мүмкүнчүлүктөрдү өркүндөтүп, инновациялык аппаратурага жана физикалык дүйнөгө болуп көрбөгөндөй терең интеграцияга жетишүүгө мүмкүндүк берет.

2.Ийкемдүү батарейкалардын базар көлөмү

Ийкемдүү электроника өнөр жайы электроника тармагынын кийинки негизги өнүгүү тенденциясы болуп саналат. Анын тез өнүгүшүнүн кыймылдаткыч фактору болуп рыноктун эбегейсиз суроо-талаптары жана күчтүү улуттук саясат саналат. Көптөгөн чет өлкөлөр ийкемдүү электроника боюнча изилдөө пландарын түзүшкөн. АКШнын FDCASU планы, Европа Биримдигинин Горизонт долбоору, Түштүк Кореянын "Кореянын Жашыл IT Улуттук Стратегиясы" жана башкалар сыяктуу Кытайдын Табигый илимдер фонду Кытайдын 12 жана 13-беш жылдык планы да ийкемдүү электрониканы изилдөөнүн маанилүү багыты катары камтыйт. микро-нано өндүрүш.

Электрондук схемаларды, функционалдык материалдарды, микро-нано өндүрүшүн жана башка технология тармактарын интеграциялоодон тышкары, ийкемдүү электрондук технология жарым өткөргүчтөрдү, таңгактарды, сыноолорду, текстилдиктерди, химиялык заттарды, басма схемаларды, дисплей панелдерин жана башка тармактарды камтыйт. Ал триллион долларлык рынокту жетектейт жана Салттуу секторлорго өнөр жайлардын кошумча наркын жогорулатууга жана өнөр жай структурасына жана адамдын жашоосуна революциялык өзгөрүүлөрдү алып келүүгө жардам берет. Бийликтүү уюмдардын болжолдоолоруна ылайык, ийкемдүү электроника тармагы 46.94-жылы 2018 миллиард долларды жана 301-жылы 2028 миллиард долларды түзөт, 30-жылдан 2011-жылга чейин жылдык татаал өсүү темпи дээрлик 2028%ды түзөт жана узак мөөнөттүү тенденцияда турат. тез өсүү.

Ийкемдүү батарейка-келечекте керектөөчү электроника артериясы 〡 Mizuki Capital оригиналдуу
Сүрөт 1: ийкемдүү батарея өнөр чынжыр

Ийкемдүү батарея ийкемдүү электроника тармагынын маанилүү бөлүгү болуп саналат. Алар бүктөлүүчү уюлдук телефондордо, тагынуучу аппараттарда, жаркыраган кийимдерде жана башка аймактарда колдонулушу мүмкүн жана рыноктун кеңири суроо-талабына ээ. Markets and Markets тарабынан чыгарылган 2020-жылга глобалдык ийкемдүү батарея рыногу боюнча изилдөө отчетуна ылайык, 2020-жылга карата дүйнөлүк ийкемдүү батарея рыногу 617 миллион АКШ долларына жетиши күтүлүүдө. 2015-жылдан 2020-жылга чейин ийкемдүү батарейка 53.68% жылдык татаал өсүү темпи менен өсөт. Жогорулатуу. Кадимки ийкемдүү батареянын ылдый жагындагы индустриясы катары, тагынма аппараттар индустриясы 280-жылы 2021 миллион даананы жөнөтөт деп күтүлүүдө. Салттуу аппараттык камсыздоо түйшүктүү мезгилге жана жаңы технологиялардын инновациялык колдонмолоруна киргенде, тагынуучу аппараттар тез өнүгүүнүн жаңы мезгилин ачат. Ийкемдүү батарейкаларга чоң суроо-талап пайда болот.

Бирок, ийкемдүү батарейка өнөр жайы дагы эле көптөгөн кыйынчылыктарга туш болуп, эң чоң көйгөй техникалык маселелер болуп саналат. Ийкемдүү батарея өнөр жайы кирүү үчүн жогорку тоскоолдуктарга ээ жана материалдар, структуралар жана өндүрүш процесстери сыяктуу көптөгөн маселелерди чечүү керек. Учурда көптөгөн изилдөө иштери лабораториялык баскычта, массалык өндүрүштү жүргүзө турган ишканалар өтө аз.

3.Ийкемдүү батареялардын техникалык багыты

Ийкемдүү же чоюлма батареяларды ишке ашыруунун техникалык багыты, негизинен, жаңы конструкцияларды жана ийкемдүү материалдарды долбоорлоо болуп саналат. Тактап айтканда, биринчи кезекте төмөнкү үч категория бар:

3.1.Жука пленкалуу батарея

Жука пленкалуу батарейкалардын негизги принциби - ийилүүнү жеңилдетүү жана экинчиден, материалды же электролитти өзгөртүү аркылуу циклдин иштешин жакшыртуу үчүн ар бир аккумулятордук катмардагы материалдарды өтө ичке тазалоону колдонуу. Жука пленкалуу батарейкалар негизинен Тайвань Хуиненгинин литий керамикалык батарейкаларын жана Америка Кошмо Штаттарынын Imprint Energy компаниясынын цинк-полимердик батареяларын билдирет. Батареянын бул түрүнүн артыкчылыгы - ал белгилүү бир деңгээлде ийилүүгө жетише алат жана өтө жука (<1мм); жетишпеген жагы IT аны сунууга мүмкүн эмес, бурулгандан кийин жашоо тез бузулат, кубаттуулугу кичинекей (миллиамп-саат деңгээл) жана баасы жогору.

3.2.Батарея (кагаз батарейка)

Жука пленкалуу батарейкалар сыяктуу эле, кагаз батарейкалар да жука пленканы алып жүрүүчү катары колдонгон батареялар. Айырмачылыгы - даярдоо процессинде пленкага өткөргүч материалдардан жана көмүртек наноматериалдарынан жасалган атайын сыя капталган. Жука пленкалуу басылган кагаз батарейкаларынын мүнөздөмөлөрү жумшак, жеңил жана жука. Алардын кубаттуулугу жука пленкалуу батарейкаларга караганда азыраак болгону менен, алар экологиялык жактан таза, көбүнчө бир жолу колдонулуучу батарея.

Кагаз батарейкалары басылган электроникага таандык жана алардын бардык компоненттери же бөлүктөрү басып чыгаруу ыкмалары менен аяктайт. Ошол эле учурда, басылган электрондук буюмдар эки өлчөмдүү жана ийкемдүү мүнөздөмөлөргө ээ.

3.3.Жаңы структура дизайн батареясы (чоң кубаттуулуктагы ийкемдүү батарея)

Жука пленкалуу батарейкалар жана басылган батарейкалар көлөмү менен чектелген жана аз кубаттуулуктагы продукцияга гана жете алышат. Жана дагы көп колдонуу сценарийлери эбегейсиз күчкө көбүрөөк суроо-талапка ээ. Бул жука эмес пленка 3D ийкемдүү батарейкаларды ысык базарга айлантат. Мисалы, азыркы популярдуу чоң сыйымдуулугу ийкемдүү, чоюлма батарея арал көпүрө түзүмү тарабынан ишке ашырылган. Бул батареянын принциби аккумулятордун топтомунун катар-параллель түзүлүшү. Кыйынчылык жогорку өткөрүмдүүлүктө жана чоюлуп, ийилип кете турган батарейкалардын ортосундагы ишенимдүү байланышта жана тышкы Protect пакетинин дизайнында. Батареянын бул түрүнүн артыкчылыгы - ал чоюлуп, ийилип, ийрилет. Айланганда, туташтыргычты ийүү гана батареянын иштөө мөөнөтүнө таасир этпейт. Анын кубаттуулугу чоң (ампер-саат деңгээли) жана баасы төмөн; кемчилиги жергиликтүү жумшактык ультра жука батарея сыяктуу жакшы эмес. Кичине бол. Ошондой эле 2D өлчөмдүү кагазды бүктөп, ийүү жолу менен 3D мейкиндигинде ар кандай формаларга бүктөгөн оригами түзүмү бар. Бул оригами технологиясы литий-иондук батарейкаларга колдонулат, ал эми учурдагы коллектор, оң электрод, терс электрод ж.б., ар кандай бүктөлүүчү бурчтарга ылайык бүктөлгөн. Чоюлуп, ийилгенде батарейка бүктөлүүчү эффектке байланыштуу көп басымга туруштук бере алат жана жакшы ийкемдүүлүккө ээ. Ишке таасир этпейт. Мындан тышкары, алар көп учурда толкун түрүндөгү түзүлүштү, башкача айтканда, толкун түрүндөгү чоюлма түзүлүштү кабыл алышат. Активдүү материал чоюлма электродду жасоо үчүн толкун түрүндөгү металл түркүккө колдонулат. Бул түзүлүшкө негизделген литий батареясы көп жолу чоюлуп, ийилген. Ал дагы эле жакшы цикл дараметин сактай алат.

Ультра жука батарейкалар көбүнчө электрондук карталар сыяктуу жука электрондук продуктыларда колдонулат, басылган батарейкалар, адатта, RFID тегдери сыяктуу бир жолу колдонулуучу сценарийлерде колдонулат, ал эми чоң сыйымдуулуктагы ийкемдүү батарейкалар негизинен сааттар жана уюлдук телефондор сыяктуу интеллектуалдык электрондук продукттарда колдонулат. бул чоң кубаттуулукту талап кылат. Жогорку.

4.Ийкемдүү батарейкалардын атаандаштык пейзажы

Ийкемдүү батарея рыногу дагы эле өнүгүп келе жатат жана катышуучулар негизинен салттуу батарея өндүрүүчүлөр, технология гиганттары жана стартап компаниялары. Бирок, учурда дүйнө жүзү боюнча үстөмдүк кылуучу өндүрүүчү жок жана компаниялардын ортосундагы ажырым чоң эмес жана алар негизинен R&D стадиясында.

Аймактык көз караштан алганда, ийкемдүү батарейкалардын учурдагы изилдөөлөрү жана иштеп чыгуулары негизинен Америка Кошмо Штаттарында, Түштүк Кореяда жана Тайванда топтолгон, мисалы Америка Кошмо Штаттарынын Imprint Energy, Hui Neng Taiwan, Түштүк Кореядагы LG Chem ж.б. технология гиганттары. Apple, Samsung жана Panasonic сыяктуу компаниялар да ийкемдүү батарейкаларды жигердүү колдонууда. Материк Кытай кагаз батарейка тармагында белгилүү өнүгүүлөрдү жасады. Evergreen жана Jiulong Industrial сыяктуу тизмеленген компаниялар массалык өндүрүшкө жетише алышты. Пекин Xujiang Technology Co., Ltd., Soft Electronics Technology жана Jizhan Technology сыяктуу башка техникалык багыттар боюнча дагы бир нече стартаптар пайда болду. Ошол эле учурда олуттуу илимий изилдөө мекемелери да жаңы технологиялык багыттарды иштеп чыгууда.

Төмөнкүлөр ийкемдүү батарейкалар тармагында бир нече ири иштеп чыгуучулардын өнүмдөрүн жана компаниянын динамикасын кыскача талдап, салыштырып көрүшөт:

Taiwan Huineng

FLCB жумшак табак литий керамикалык батарея

1. Катуу абалдагы литий керамикалык батарея жеткиликтүү литий батареясында колдонулган суюк электролиттен айырмаланат. Сынса да, урса да, тешсе да, күйсө да агып кетпейт, күйбөйт, жарылбайт. Жакшы коопсуздук көрсөткүчү
2. Ультра жука, эң ичкеси 0.38 мм жетиши мүмкүн
3. Батареянын тыгыздыгы литий батарейкаларындай жогору эмес. 33мм34mm0.38 мм литий керамикалык батареянын кубаттуулугу 10.5 мАч жана энергиянын тыгыздыгы 91 Вт/л.
4. Бул ийкемдүү эмес; ал ийилген гана болот, аны сунууга, кысууга же бурууга болбойт.

2018-жылдын экинчи жарымында катуу абалдагы литий керамикалык батарейкалардын дүйнөдөгү биринчи супер фабрикасын куруңуз.

Түштүк Корея LG Chem

Кабелдик батарея

1. Ал эң сонун ийкемдүүлүккө ээ жана белгилүү бир даражадагы созулууга туруштук бере алат
2. Бул ийкемдүү жана салттуу литий-иондук батарейкалар сыяктуу электрондук жабдуулардын ичине жайгаштыруунун кереги жок. Ал каалаган жерге жайгаштырылышы мүмкүн жана продукт дизайнына жакшы интеграцияланышы мүмкүн.
3. Кабелдик батарейканын кубаттуулугу аз жана өндүрүштүн баасы жогору
4. Азырынча энергия өндүрүү жок

Imprint Energy, АКШ

Цинк полимердик батарейка

1. Ультра ичке, жакшы динамикалык ийилген коопсуздук көрсөткүчү
2. Цинк литий батарейкаларына караганда азыраак уулуу жана адамдарга кийүүчү жабдуулар үчүн коопсуз тандоо

Ультра жука мүнөздөмөлөрү батареянын сыйымдуулугун чектейт жана цинк батареясынын коопсуздук көрсөткүчтөрү дагы эле узак мөөнөттүү рыноктук текшерүүнү талап кылат. Узак продукт конверсия убакыт

Нерселер Интернет тармагына кирүү үчүн Semtech менен колуңузга кошулуңуз

Jiangsu Enfusai Printing Electronics Co., Ltd.

Кагаз батареясы

1. Ал массалык түрдө чыгарылып, RFID теги, медициналык жана башка тармактарда колдонулуп келет

Бул 2. Өлчөмү, жоондугу жана формасы колдонуучулардын муктаждыктарына жараша болот жана ал батареянын оң жана терс электроддорунун абалын тууралай алат.

1. Кагаз батарейкасы бир жолку колдонуу үчүн жана кайра заряддоого болбойт
2. Кубат аз жана колдонуу сценарийлери чектелген. Ал RFID электрондук тегтерине, сенсорлорго, смарт карталарга, инновациялык таңгактарга ж.б.
3. 2018-жылы Финляндиядагы Enfucell компаниясын толугу менен сатып алууну бүтүрүңүз
4. 70-жылы 2018 миллион юань каржыланган

HOPPT BATTERY

3D басып чыгаруучу батарея

1. Окшош 3D басып чыгаруу процесси жана нанофиберди бекемдөө технологиясы
2. Ийкемдүү литий батарейкасы жарык, ичке жана ийкемдүү өзгөчөлүктөргө ээ

5.Ийкемдүү батарейкалардын келечектеги өнүгүүсү

Азыркы учурда, ийкемдүү батарейкалардын батареянын кубаттуулугу, энергиянын тыгыздыгы жана циклдин иштөө мөөнөтү сыяктуу электрохимиялык көрсөткүчтөр боюнча дагы эле көп жолу бар. Учурдагы лабораторияларда иштелип чыккан аккумуляторлор жалпысынан ири өнөр жай өндүрүшүнө жараксыз болгон процесстин жогорку талаптарын, өндүрүштүн эффективдүүлүгүн жана жогорку наркын камтыйт. Келечекте ийкемдүү электрод материалдарын жана эң сонун комплекстүү иштеши менен катуу электролиттерди издөө, аккумулятордун түзүмүн инновациялык долбоорлоо жана катуу абалдагы батареяны даярдоо процесстеринин жаңы процесстерин иштеп чыгуу чоң жетишкендиктер болуп саналат.

Кошумчалай кетсек, учурдагы батарейка тармагындагы эң маанилүү оору - бул батареянын иштөө мөөнөтү. Келечекте пайдалуу абалга жетише алган аккумулятор өндүрүүчүлөр бир эле учурда батареянын иштөө мөөнөтү жана ийкемдүү өндүрүш маселесин чечиши керек. Жаңы энергия булактарын (мисалы, күн энергиясы жана биоэнергетика) же жаңы материалдарды (мисалы, графен) колдонуу бул эки маселени бир убакта чечет деп күтүлүүдө.

Ийкемдүү батарейкалар келечекте керектөө электроникасынын аортасына айланууда. Жакынкы келечекте ийкемдүү батарейкалар менен көрсөтүлгөн ийкемдүү электроника тармагындагы технологиялык жетишкендиктер сөзсүз түрдө жогорку жана ылдыйкы тармактарда зор өзгөрүүлөрдү алып келет.