電池市場似乎在近年來開始變得熱絡起來。根據(jù)市場調查公司IDTechEx發(fā)布的最新報告顯示,目前看來規(guī)模仍極其微小的薄膜電池市場,將在2026年以前成長到4.71億美元的市場規(guī)模。這項消息來自日前于美國加州蒙特雷(Monterey)舉行的2016FLEX大會上各種柔性印刷電池的支持者及其最新產(chǎn)品展示。
印刷與柔性電池即將主導這一領域。IDTechEx技術分析師Xiaoxi He指出,“物聯(lián)網(wǎng)(IoT)、可穿戴式設備和環(huán)境傳感器……都需要新的外形與設計,而這是傳統(tǒng)的電池技術根本無法提供的。這就是為什么像蘋果(Apple)、三星 (Samsung)、樂金電子(LG)與意法半導體(STMicroelectronics)與TDK等公司為什么變得越來越積極投入這一領域的原因。”
各種柔性電池競相為多種不同的設備供電(來源:IDTechEx)
薄膜電池正成為大廠不可缺席的市場領域。根據(jù)IDTechEx最新的報告顯示,三星在其Gear Fit腕帶設備中采用了可彎曲的電池,意法半導體也開始限量生產(chǎn)薄膜固態(tài)鋰電池。此外,其他多家公司也開始生產(chǎn)印刷電池。
首款采用曲面屏幕的三星Gear Fit運動型智能手表搭載薄如紙片的可彎曲電池,外部采用小型塑料護罩封裝(來源:iFixit)
Oakridge Global Energy Solutions Inc.正加速在其于美國佛州布里瓦德縣(Brevard County)的廠房安裝超過2.6GW/hr的產(chǎn)能,用于制造電極與電池。該公司已于2016年初完成原型開發(fā),目前已經(jīng)準備好在2017年年初開始量產(chǎn)制造。Oakridge Global Energy Solutions Inc.在2002年收購Oak Ridge Micro-Energy Inc.取得其薄膜固態(tài)鋰電池技術,該技術最初是從橡樹嶺國家實驗室(Oakridge National Labs)授權而來。
TDK一直致力于為可穿戴式設備、IoT節(jié)點和無線傳感器網(wǎng)絡(WSN)開發(fā)免電池的能量采集器。過去三年來,該公司已經(jīng)為鋰離子電池業(yè)務投資近500億日圓了,如今正計劃加倍投資于薄膜電池業(yè)務??春霉P記本電腦、PC、機器人與智能手機等應用將帶動對于薄膜電池產(chǎn)品的需求成長,TDK打算在2015年至2017年之間斥資超過8.41億美元,用于提高鋰離子電池的產(chǎn)量,以期能迎頭趕上其競爭對手,尤其是韓國。
根據(jù)IDTechEx的最新報告顯示,目前正在開發(fā)中的柔性電池數(shù)組包括印刷電池、薄膜電池、層迭鋰聚合物電池、先進的鋰離子電池、微型電池、可伸縮電池以及輕薄柔柔的超級電容器等。
而其目標市場也非常多樣化。針對可穿戴式設備,高能量的薄膜電池具有最大的潛力,其次是印刷式可充電鋅電池。
在醫(yī)療領域,市場上已經(jīng)出現(xiàn)利用印刷電池的皮膚貼片了,開發(fā)皮膚貼片的公司數(shù)量也正快速增加中??捎∷⒌匿\電池在這方面具有最大的應用潛力,但IDTechEx強調,在更高的市場動能起飛以前,價格還需要持續(xù)降低。此外,針對拋棄式醫(yī)療設備所需的微型供電電池市場也將進一步擴展。
此外,在今年第15屆的2016FLEX年度盛會上,還創(chuàng)記錄地吸引了650位與會者,以及各家致力于柔性傳感器、顯示器與電源的廠商與學術界,共同見證了如何利用各種組件實現(xiàn)柔性、混合、紡織或可穿戴式電子等設備,廣泛應用于從汽車、智能包裝到醫(yī)療/健康等一系列不同的領域。
印刷與柔性電子產(chǎn)品市場逐漸成為一個充滿活力的領域,隨著越來越多的新產(chǎn)品發(fā)布,使得印刷電子的出現(xiàn)成為現(xiàn)實。美國國防部(DoD)去年還投資了約7,500萬美元,計劃在圣荷西打造柔性混合電子(FHE)制造機構。根據(jù)IDTechEx,整體印刷與柔性電子市場將在今年成長至4億美元,預計在2018年時可突破10億美元,并在2026年以前達到超過69億美元的市場規(guī)模。
全球印刷電子產(chǎn)品市場預測(以組件類型計)(來源:IDTechEx)
夏普實驗室(Sharp Labs)新事業(yè)開發(fā)總監(jiān)Tolis Voutsas在專題演講時指出,柔性混合電子生態(tài)系統(tǒng)正成為可穿戴式電子、醫(yī)療設備與IoT設備的基礎,而該領域面臨的主要挑戰(zhàn)是如何為穿戴式設備開發(fā)全新且有效的電源、打造人性化的設計、管理從數(shù)百萬臺設備而來的數(shù)據(jù),以及保護信息。
此外,在大會上發(fā)表的許多簡報均強調消費者運動服裝正成為市場熱點。如杜邦公司(DuPont)以整合電極的智能紡織品與織物進軍這一市場。根據(jù)另一家市調公司Lux Research指出,Google也開始和Levi結盟,共同開發(fā)智能紡織品。
Sensor Films Inc.開發(fā)的Starlight數(shù)字制造平臺系統(tǒng)獲得本屆大會頒發(fā)的創(chuàng)新獎,它能在切片、柔性、多孔或硬質基板上,以大面積沈積的功能性與裝飾性材料進 行制造,而且還可加以擴展至卷對卷(R2R)生產(chǎn)。Blue Spark Technologies的TempTraq可穿戴無線溫度計也同樣獲獎,它結合了印刷、柔性電池技術,是首款可使用24小時的可拋棄式貼片,透過藍牙連接至智能手機專用的移動App,可連續(xù)監(jiān)測、記錄與傳送溫度數(shù)據(jù)并提醒至兼容的移動設備。
馬薩諸塞州洛厄爾大學的研究人員獲得了一個研發(fā)獎開發(fā)的鐵電油墨在塑料基材上打印靜電可調的電介質。在BST墨水使打印高頻電壓可變電容器頻率捷變微波應用,例如相控陣天線和雷達系統(tǒng)。
美國麻州大學洛威爾分校(UMass Lowell)的研究人員開發(fā)出BST鐵電油墨,獲得了技術研發(fā)獎,可用于在塑料基板上打印靜電可調的電介質。這種BST油墨能夠打印高頻電壓可變電容器,從而實現(xiàn)頻捷變的微波應用,如相控數(shù)組天線以及雷達系統(tǒng)。