Moslashuvchan batareya - kelajakdagi maishiy elektronika arteriyasi

Turmush darajasining yaxshilanishi va texnologiyaning rivojlanishi bilan moslashuvchan elektronikaga tobora ko'proq e'tibor qaratilmoqda. Moslashuvchan elektron texnologiyaning rivojlanishi salomatlik, taqiladigan, hamma narsaning Interneti va hatto robototexnika sohasida mahsulot shaklini tubdan o'zgartirishi mumkin va katta bozor salohiyatiga ega.

Turmush darajasining yaxshilanishi va texnologiyaning rivojlanishi bilan moslashuvchan elektronikaga tobora ko'proq e'tibor qaratilmoqda. Moslashuvchan elektron texnologiyaning rivojlanishi salomatlik, taqiladigan, hamma narsaning Interneti va hatto robototexnika sohasida mahsulot shaklini tubdan o'zgartirishi mumkin va katta bozor salohiyatiga ega.

Ko'pgina kompaniyalar yangi avlod texnologiyalarini birin-ketin erta joriy etish va yangi mahsulotlarni ishlab chiqish uchun ko'plab tadqiqot va ishlanmalarga sarmoya kiritdilar. So'nggi paytlarda yig'iladigan mobil telefonlar eng mashhur yo'nalishga aylandi. Katlama elektron mahsulotlar uchun an'anaviy qattiqlikdan moslashuvchanlikka o'tish uchun birinchi qadamdir.

Samsung Galaxy Fold va Huawei Mate X yig‘iluvchi telefonlarni omma e’tiboriga havola etdi va ular haqiqatan ham tijoriy xususiyatga ega, biroq ularning yechimlari yarmiga teng. Moslashuvchan OLED displeyning butun bir qismi ishlatilgan bo'lsa-da, qolgan qismi qurilmani buklab yoki egib bo'lmaydi. Hozirgi vaqtda moslashuvchan mobil telefonlar kabi moslashuvchan qurilmalar uchun haqiqiy cheklovchi omil endi ekranning o'zi emas, balki moslashuvchan elektronikaning, ayniqsa moslashuvchan batareyalarning innovatsiyasidir. Energiya ta'minoti batareyasi ko'pincha qurilma hajmining katta qismini egallaydi, shuning uchun u haqiqiy moslashuvchanlik va egiluvchanlikka erishishda eng muhim qismdir. Bundan tashqari, aqlli soatlar va aqlli bilaguzuklar kabi taqiladigan qurilmalar hali ham an'anaviy qattiq batareyalardan foydalanadi, ularning hajmi cheklangan, buning natijasida batareyaning ishlash muddati ko'pincha qurbon bo'ladi. Shu sababli, katta hajmli, yuqori moslashuvchan moslashuvchan batareyalar katlanadigan mobil telefonlar va taqiladigan qurilmalarda inqilobiy omil hisoblanadi.

1.Moslashuvchan batareyalarning ta'rifi va afzalliklari

Moslashuvchan batareya odatda egilishi va qayta-qayta ishlatilishi mumkin bo'lgan batareyalarga ishora qiladi. Ularning xususiyatlariga egiluvchan, cho'ziladigan, yig'iladigan va buralib turadigan; ular litiy-ion batareyalar, sink-marganets batareyalari yoki kumush-sink batareyalari yoki hatto Superkapasitor bo'lishi mumkin. Moslashuvchan batareyaning har bir qismi katlama va cho'zish jarayonida ma'lum deformatsiyaga uchraganligi sababli, moslashuvchan batareyaning har bir qismining materiallari va tuzilishi bir necha marta katlama va cho'zishdan keyin ishlashni saqlab turishi kerak. Tabiiyki, bu sohada texnik talablar juda yuqori. Yuqori. Hozirgi qattiq lityum batareya deformatsiyaga uchraganidan so'ng, uning ishlashi jiddiy ravishda buziladi va hatto xavfsizlik uchun xavf tug'dirishi mumkin. Shuning uchun moslashuvchan batareyalar yangi materiallar va konstruktiv dizaynlarni talab qiladi.

An'anaviy qattiq batareyalar bilan solishtirganda, moslashuvchan batareyalar yuqori atrof-muhitga moslashishga, to'qnashuvga qarshi ishlashga va yaxshi xavfsizlikka ega. Bundan tashqari, moslashuvchan batareyalar elektron mahsulotlarni yanada ergonomik yo'nalishda rivojlantirishga yordam beradi. Moslashuvchan batareyalar aqlli uskunaning narxini va hajmini sezilarli darajada kamaytirishi, yangi imkoniyatlarni qo'shishi va mavjud imkoniyatlarni yaxshilashi mumkin, bu esa innovatsion apparat va jismoniy dunyoni misli ko'rilmagan chuqur integratsiyaga erishish imkonini beradi.

2.Moslashuvchan batareyalarning bozor hajmi

Moslashuvchan elektronika sanoati elektronika sanoatining keyingi asosiy rivojlanish tendentsiyasi hisoblanadi. Uning jadal rivojlanishining harakatlantiruvchi omillari katta bozor talabi va kuchli milliy siyosatdir. Ko'pgina xorijiy davlatlar allaqachon moslashuvchan elektronika bo'yicha tadqiqot rejalarini ishlab chiqdilar. AQShning FDCASU rejasi, Evropa Ittifoqining Horizon loyihasi, Janubiy Koreyaning "Koreya Yashil IT milliy strategiyasi" va boshqalar, Xitoyning 12 va 13-Besh yillik rejasining Xitoyning Tabiiy fanlar jamg'armasi, shuningdek, moslashuvchan elektronikani muhim tadqiqot sohasi sifatida o'z ichiga oladi. mikro-nano ishlab chiqarish.

Elektron sxemalar, funktsional materiallar, mikro-nano ishlab chiqarish va boshqa texnologiya sohalarini integratsiyalashdan tashqari, moslashuvchan elektron texnologiya yarim o'tkazgichlar, qadoqlash, sinov, to'qimachilik, kimyoviy moddalar, bosma sxemalar, displey panellari va boshqa sohalarni ham qamrab oladi. Bu trillion dollarlik bozorni boshqaradi va an'anaviy tarmoqlarga sanoatning qo'shimcha qiymatini oshirish va sanoat tuzilmasi va inson hayotiga inqilobiy o'zgarishlar kiritishda yordam beradi. Nufuzli tashkilotlarning prognozlariga ko'ra, moslashuvchan elektronika sanoati 46.94 yilda 2018 milliard AQSh dollarini va 301 yilda 2028 milliard AQSh dollarini tashkil etadi, 30 yildan 2011 yilgacha yillik o'sish sur'ati qariyb 2028 foizni tashkil etadi va uzoq muddatli tendentsiyada. tez o'sish.

Moslashuvchan batareya - kelajakda iste'molchi elektronika arteriyasi 〡 Mizuki Capital original
1-rasm: Moslashuvchan batareya sanoati zanjiri

Moslashuvchan batareya moslashuvchan elektronika sohasining muhim qismidir. Ular yig'iladigan mobil telefonlar, taqiladigan qurilmalar, yorqin kiyimlar va boshqa sohalarda ishlatilishi mumkin va keng bozor talabiga ega. Markets and Markets tomonidan e'lon qilingan 2020 yilgi moslashuvchan batareyalar bozori prognozi bo'yicha tadqiqot hisobotiga ko'ra, 2020 yilga kelib, global moslashuvchan batareyalar bozori 617 million AQSh dollariga yetishi kutilmoqda. 2015 yildan 2020 yilgacha moslashuvchan batareya yillik o'sish sur'ati 53.68% ni tashkil qiladi. Kattalashtirish; ko'paytirish. Moslashuvchan akkumulyatorlarning odatiy quyi oqimi sanoati sifatida taqiladigan qurilmalar sanoati 280 yilda 2021 million donani yetkazib berishi kutilmoqda. Anʼanaviy apparat taʼminoti muammoli davrga kirib, yangi texnologiyalarning innovatsion qoʻllanilishi bilan taqiladigan qurilmalar jadal rivojlanishning yangi davrini boshlab beradi. Moslashuvchan batareyalarga katta talab bo'ladi.

Biroq, moslashuvchan akkumulyator sanoati hali ham ko'p qiyinchiliklarga duch kelmoqda va eng katta muammo texnik muammolardir. Moslashuvchan akkumulyator sanoati kirish uchun yuqori to'siqlarga ega va materiallar, tuzilmalar va ishlab chiqarish jarayonlari kabi ko'plab muammolarni hal qilish kerak. Hozirgi vaqtda ko'plab tadqiqot ishlari hali ham laboratoriya bosqichida va ommaviy ishlab chiqarishni amalga oshiradigan kompaniyalar juda kam.

3.Moslashuvchan batareyalarning texnik yo'nalishi

Moslashuvchan yoki cho'ziladigan batareyalarni amalga oshirishning texnik yo'nalishi asosan yangi tuzilmalar va moslashuvchan materiallarni loyihalashdir. Xususan, birinchi navbatda quyidagi uchta toifa mavjud:

3.1.Yupqa plyonkali akkumulyator

Yupqa plyonkali akkumulyatorlarning asosiy printsipi bukishni osonlashtirish uchun har bir akkumulyator qatlamidagi materiallarga ultra yupqa ishlov berishdan foydalanish va ikkinchidan, material yoki elektrolitni o'zgartirish orqali sikl ish faoliyatini yaxshilashdir. Yupqa plyonkali batareyalar asosan Tayvan Huineng kompaniyasining lityum-keramika batareyalari va Qo'shma Shtatlardagi Imprint Energy kompaniyasining sink polimer batareyalarini ifodalaydi. Bunday akkumulyatorning afzalligi shundaki, u ma'lum darajada egilishga erisha oladi va o'ta nozik (<1 mm); ahvolga tushib qolgani shundaki, IT uni uzaytira olmaydi, burilishdan keyin hayot tez pasayadi, sig'im kichik (milliamp-soat darajasi) va narxi yuqori.

3.2.Bosma batareya (qog'oz batareyasi)

Yupqa plyonkali batareyalar singari, qog'oz batareyalar ham yupqa plyonkani tashuvchi sifatida ishlatadigan batareyalardir. Farqi shundaki, tayyorlash jarayonida o‘tkazuvchan materiallar va uglerod nanomateriallaridan tayyorlangan maxsus siyoh plyonka ustiga qo‘yiladi. Yupqa plyonkali bosma qog'oz batareyalarining xususiyatlari yumshoq, engil va nozikdir. Ular yupqa plyonkali batareyalarga qaraganda kamroq quvvatga ega bo'lsa-da, ular ekologik jihatdan qulayroqdir - odatda bir martalik batareyadir.

Qog'oz batareyalari bosma elektronikaga tegishli bo'lib, ularning barcha komponentlari yoki qismlari bosma ishlab chiqarish usullari bilan yakunlanadi. Shu bilan birga, bosma elektron mahsulotlar ikki o'lchovli va moslashuvchan xususiyatlarga ega.

3.3.Yangi tuzilmali akkumulyator (katta sig'imli moslashuvchan batareya)

Yupqa plyonkali batareyalar va bosilgan batareyalar hajmi cheklangan va faqat kam quvvatli mahsulotlarga erishish mumkin. Va ko'proq dastur stsenariylari katta quvvatga ko'proq talabga ega. Bu nozik bo'lmagan plyonkali 3D moslashuvchan batareyalarni issiq bozorga aylantiradi. Misol uchun, orol ko'prigi tuzilishi tomonidan amalga oshirilgan hozirgi mashhur katta sig'imli moslashuvchan, cho'ziladigan batareya. Ushbu akkumulyatorning printsipi batareya to'plamining ketma-ket parallel tuzilishidir. Qiyinchilik yuqori o'tkazuvchanlik va cho'zilishi va egilishi mumkin bo'lgan batareyalar va tashqi Protect paketining dizayni o'rtasidagi ishonchli aloqadadir. Ushbu turdagi batareyaning afzalligi shundaki, u cho'zilishi, egilishi va buralishi mumkin. Burilish paytida faqat ulagichni egish batareyaning ishlash muddatiga ta'sir qilmaydi. U katta quvvatga ega (amper-soat darajasi) va arzonligi; ahvolga tushib qolgani shundaki, mahalliy yumshoqlik ultra yupqa batareya kabi yaxshi emas. Kichkina bo'ling. Shuningdek, 2D o‘lchamli qog‘ozni katlama va egish orqali 3D fazoda turli shakllarga bukuvchi origami strukturasi ham mavjud. Ushbu origami texnologiyasi lityum-ion batareyalarga qo'llaniladi va oqim kollektori, musbat elektrod, salbiy elektrod va boshqalar turli katlama burchaklariga ko'ra katlanır. Cho'zilgan va egilganida, batareya katlama effekti tufayli juda ko'p bosimga bardosh bera oladi va yaxshi elastiklikka ega. Ishlashiga ta'sir qilmaydi. Bundan tashqari, ular ko'pincha to'lqin shaklidagi strukturani, ya'ni to'lqin shaklidagi cho'ziladigan tuzilmani qabul qilishadi. Aktiv material cho'ziladigan elektrodni yaratish uchun to'lqin shaklidagi metall qutb qismiga qo'llaniladi. Ushbu tuzilishga asoslangan lityum batareya ko'p marta cho'zilgan va egilgan. U hali ham yaxshi aylanish qobiliyatini saqlab qolishi mumkin.

Ultra yupqa batareyalar odatda elektron kartalar kabi nozik elektron mahsulotlarda ishlatiladi, bosilgan batareyalar odatda RFID teglari kabi bir martalik stsenariylarda ishlatiladi va katta sig'imli moslashuvchan batareyalar asosan soatlar va mobil telefonlar kabi aqlli elektron mahsulotlarda qo'llaniladi. bu katta quvvatni talab qiladi. ustun.

4.Moslashuvchan batareyalarning raqobatbardosh manzarasi

Moslashuvchan batareyalar bozori hali ham rivojlanmoqda va ishtirokchi o'yinchilar asosan an'anaviy batareya ishlab chiqaruvchilari, texnologiya gigantlari va boshlang'ich kompaniyalardir. Biroq, hozirda global miqyosda dominant ishlab chiqaruvchi yo'q va kompaniyalar o'rtasidagi farq katta emas va ular asosan Ar-ge bosqichida.

Mintaqaviy nuqtai nazardan, moslashuvchan akkumulyatorlarning joriy tadqiqotlari va rivojlanishi asosan Qo'shma Shtatlar, Janubiy Koreya va Tayvanda, masalan, Amerika Qo'shma Shtatlaridagi Imprint Energy, Hui Neng Tayvan, Janubiy Koreyadagi LG Chem va boshqalarda jamlangan. Texnologiya gigantlari. Apple, Samsung va Panasonic kabi kompaniyalar ham moslashuvchan batareyalarni faol ravishda tarqatmoqda. Materik Xitoy qog'oz batareyalari sohasida ma'lum o'zgarishlarni amalga oshirdi. Evergreen va Jiulong Industrial kabi listing kompaniyalari ommaviy ishlab chiqarishga erisha oldi. Beijing Xujiang Technology Co., Ltd., Soft Electronics Technology va Jizhan Technology kabi boshqa texnik yo'nalishlarda ham bir nechta startaplar paydo bo'ldi. Shu bilan birga, muhim ilmiy tadqiqot muassasalari ham yangi texnologik yo'nalishlarni ishlab chiqmoqda.

Quyida moslashuvchan batareyalar sohasidagi bir nechta yirik ishlab chiqaruvchilarning mahsulotlari va kompaniya dinamikasini qisqacha tahlil qiladi va taqqoslaydi:

Tayvan Huineng

FLCB yumshoq plastinka lityum keramik batareya

1. Qattiq holatdagi lityum keramik batareya mavjud lityum batareyada ishlatiladigan suyuq elektrolitdan farq qiladi. U singan, urilgan, teshilgan yoki kuygan taqdirda ham oqmaydi va yonmaydi, yonmaydi va portlamaydi. Yaxshi xavfsizlik ko'rsatkichi
2. Ultra yupqa, eng nozik 0.38 mm ga etishi mumkin
3. Batareya zichligi lityum batareyalar kabi yuqori emas. 33 mm34mm0.38 mm lityum keramik batareya 10.5 mAh quvvatga ega va energiya zichligi 91 Vt / L ni tashkil qiladi.
4. Bu moslashuvchan emas; u faqat egilishi mumkin, uni cho'zish, siqish yoki burish mumkin emas.

2018-yilning ikkinchi yarmida qattiq holatdagi lityum-keramika batareyalarining dunyodagi birinchi super zavodini quring.

Janubiy Koreya LG Chem

Kabel batareyasi

1. U mukammal moslashuvchanlikka ega va ma'lum darajada cho'zilishlarga bardosh bera oladi
2. U yanada moslashuvchan va an'anaviy lityum-ion batareyalar kabi elektron jihozlar ichiga joylashtirishni talab qilmaydi. U har qanday joyga joylashtirilishi mumkin va mahsulot dizayni bilan yaxshi birlashtirilishi mumkin.
3. Kabel batareyasi kichik quvvatga va yuqori ishlab chiqarish narxiga ega
4. Hozircha energiya ishlab chiqarilmagan

Imprint Energy, AQSh

Sink polimer batareyasi

1. Ultra yupqa, yaxshi dinamik egilish xavfsizligi
2. Rux lityum batareyalarga qaraganda kamroq zaharli va odamlarga kiyiladigan uskunalar uchun xavfsizroq tanlovdir

Ultra nozik xususiyatlar batareya quvvatini cheklaydi va sink batareyasining xavfsizlik ko'rsatkichlari hali ham uzoq muddatli bozor tekshiruviga muhtoj. Uzoq mahsulotni konvertatsiya qilish vaqti

Things Internet maydoniga kirish uchun Semtech bilan qo'shiling

Jiangsu Enfusai Printing Electronics Co., Ltd.

Qog'oz batareyasi

1. Ommaviy ishlab chiqarilgan va RFID teglari, tibbiyot va boshqa sohalarda qo'llanilgan

U sozlashi mumkin 2. Hajmi, qalinligi va shakli foydalanuvchilarning ehtiyojlariga mos keladi va batareyaning ijobiy va salbiy elektrodlari o'rnini sozlashi mumkin.

1. Qog'oz batareyasi bir martalik foydalanish uchun mo'ljallangan va uni qayta zaryadlab bo'lmaydi
2. Quvvat kichik va foydalanish stsenariylari cheklangan. U faqat RFID elektron teglar, sensorlar, smart-kartalar, innovatsion qadoqlash va boshqalarga nisbatan qo'llanilishi mumkin.
3. 2018-yilda Finlyandiyada Enfucell kompaniyasini to‘liq sotib olishni yakunlang
4. 70 yilda 2018 million RMB moliyalashtirildi

HOPPT BATTERY

3D bosib chiqarish batareyasi

1. Shunga o'xshash 3D bosib chiqarish jarayoni va nanofiberni mustahkamlash texnologiyasi
2. Moslashuvchan lityum batareya engil, nozik va moslashuvchan xususiyatlarga ega

5.Moslashuvchan batareyalarning kelajakdagi rivojlanishi

Hozirgi vaqtda moslashuvchan batareyalar batareya quvvati, energiya zichligi va aylanish muddati kabi elektrokimyoviy ishlash ko'rsatkichlarida hali ham uzoq yo'llarga ega. Mavjud laboratoriyalarda ishlab chiqilgan batareyalar odatda yuqori texnologik talablarga ega, ishlab chiqarish samaradorligi past va yuqori narxga ega, bu esa yirik sanoat ishlab chiqarishi uchun yaroqsiz. Kelajakda mukammal keng qamrovli ishlashga ega moslashuvchan elektrod materiallari va qattiq elektrolitlarni izlash, innovatsion akkumulyator strukturasi dizayni va yangi qattiq holatdagi batareyalarni tayyorlash jarayonlarini ishlab chiqish yutuq yo'nalishlari hisoblanadi.

Bundan tashqari, hozirgi akkumulyator sanoatining eng muhim og'riqli nuqtasi batareyaning ishlash muddati. Kelajakda foydali mavqega erisha oladigan batareya ishlab chiqaruvchilari batareyaning ishlash muddati va moslashuvchan ishlab chiqarish muammosini bir vaqtning o'zida hal qilishlari kerak. Yangi energiya manbalarini (masalan, quyosh energiyasi va bioenergiya) yoki yangi materiallarni (grafen kabi) qo'llash bu ikki muammoni bir vaqtning o'zida hal qilishi kutilmoqda.

Moslashuvchan batareyalar kelajakda maishiy elektronikaning aortasiga aylanadi. Yaqin kelajakda moslashuvchan batareyalar bilan ifodalangan moslashuvchan elektronikaning butun sohasidagi texnologik yutuqlar muqarrar ravishda yuqori va quyi oqim tarmoqlarida ulkan o'zgarishlarga olib keladi.