लचीली बैटरी-भविष्य में उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक्स की धमनी

जीवन स्तर में सुधार और प्रौद्योगिकी के विकास के साथ, लचीले इलेक्ट्रॉनिक्स ने अधिक से अधिक ध्यान आकर्षित किया है। लचीली इलेक्ट्रॉनिक तकनीक की प्रगति स्वास्थ्य, पहनने योग्य, इंटरनेट ऑफ एवरीथिंग और यहां तक ​​कि रोबोटिक्स में उत्पाद के रूप को गहराई से बदल सकती है, और इसमें व्यापक बाजार क्षमता है।

जीवन स्तर में सुधार और प्रौद्योगिकी के विकास के साथ, लचीले इलेक्ट्रॉनिक्स ने अधिक से अधिक ध्यान आकर्षित किया है। लचीली इलेक्ट्रॉनिक तकनीक की प्रगति स्वास्थ्य, पहनने योग्य, इंटरनेट ऑफ एवरीथिंग और यहां तक ​​कि रोबोटिक्स में उत्पाद के रूप को गहराई से बदल सकती है, और इसमें व्यापक बाजार क्षमता है।

कई कंपनियों ने अगली पीढ़ी की प्रौद्योगिकी और नए उत्पाद विकास की एक के बाद एक प्रारंभिक तैनाती के बाद बहुत सारे अनुसंधान और विकास में निवेश किया है। हाल ही में, फोल्डेबल मोबाइल फोन एक पसंदीदा दिशा बन गए हैं। फोल्डिंग इलेक्ट्रॉनिक उत्पादों के लिए पारंपरिक कठोरता से लचीलेपन में बदलाव का पहला कदम है।

सैमसंग गैलेक्सी फोल्ड और हुआवेई मेट एक्स फोल्डेबल फोन को जनता के सामने लाए हैं और वास्तव में व्यावसायिक हैं, लेकिन उनके सभी समाधान आधे में टिके हुए हैं। हालांकि लचीले OLED डिस्प्ले के पूरे टुकड़े का उपयोग किया जाता है, बाकी डिवाइस को मोड़ा या मोड़ा नहीं जा सकता है। वर्तमान में, लचीले मोबाइल फोन जैसे लचीले उपकरणों के लिए वास्तविक सीमित कारक अब स्क्रीन ही नहीं है, बल्कि लचीले इलेक्ट्रॉनिक्स, विशेष रूप से लचीली बैटरी का नवाचार है। ऊर्जा आपूर्ति बैटरी अक्सर डिवाइस की अधिकांश मात्रा पर कब्जा कर लेती है, इसलिए यह वास्तविक लचीलापन और मोड़ क्षमता प्राप्त करने में सबसे अधिक संभावित आवश्यक हिस्सा भी है। इसके अलावा, स्मार्टवॉच और स्मार्ट ब्रेसलेट जैसे पहनने योग्य उपकरण अभी भी पारंपरिक कठोर बैटरी का उपयोग करते हैं, जो आकार में सीमित हैं, जिसके परिणामस्वरूप अक्सर बैटरी जीवन का त्याग किया जाता है। इसलिए, बड़ी क्षमता वाली, उच्च-लचीलेपन वाली लचीली बैटरी फोल्डेबल मोबाइल फोन और पहनने योग्य उपकरणों में एक क्रांतिकारी कारक हैं।

1.लचीली बैटरी की परिभाषा और फायदे

लचीली बैटरी आम तौर पर उन बैटरियों को संदर्भित करता है जिन्हें बार-बार मोड़ा और उपयोग किया जा सकता है। उनके गुणों में बेंडेबल, स्ट्रेचेबल, फोल्डेबल और ट्विस्टेबल शामिल हैं; वे लिथियम-आयन बैटरी, जिंक-मैंगनीज बैटरी या सिल्वर-जिंक बैटरी, या यहां तक ​​कि सुपरकैपेसिटर भी हो सकते हैं। चूंकि लचीली बैटरी का प्रत्येक भाग फोल्डिंग और स्ट्रेचिंग प्रक्रिया के दौरान कुछ विरूपण से गुजरता है, इसलिए लचीली बैटरी के प्रत्येक भाग की सामग्री और संरचना को कई बार फोल्ड करने और खींचने के बाद भी प्रदर्शन बनाए रखना चाहिए। स्वाभाविक रूप से, इस क्षेत्र में तकनीकी आवश्यकताएं बहुत अधिक हैं। उच्च। वर्तमान कठोर लिथियम बैटरी के विरूपण से गुजरने के बाद, इसका प्रदर्शन गंभीर रूप से क्षतिग्रस्त हो जाएगा, और सुरक्षा के लिए खतरा भी हो सकता है। इसलिए, लचीली बैटरी के लिए बिल्कुल नई सामग्री और संरचनात्मक डिजाइन की आवश्यकता होती है।

पारंपरिक कठोर बैटरियों की तुलना में, लचीली बैटरियों में उच्च पर्यावरणीय अनुकूलन क्षमता, टक्कर-रोधी प्रदर्शन और बेहतर सुरक्षा होती है। इसके अलावा, लचीली बैटरी इलेक्ट्रॉनिक उत्पादों को अधिक एर्गोनोमिक दिशा में विकसित कर सकती हैं। लचीली बैटरी बुद्धिमान हार्डवेयर की लागत और मात्रा को काफी कम कर सकती है, नई क्षमताओं को जोड़ सकती है और मौजूदा क्षमताओं में सुधार कर सकती है, जिससे अभिनव हार्डवेयर और भौतिक दुनिया को अभूतपूर्व गहन एकीकरण प्राप्त करने में सक्षम बनाया जा सकता है।

2. लचीली बैटरी का बाजार आकार

लचीले इलेक्ट्रॉनिक्स उद्योग को इलेक्ट्रॉनिक्स उद्योग की अगली प्रमुख विकास प्रवृत्ति माना जाता है। इसके तीव्र विकास के प्रेरक कारक विशाल बाज़ार मांग और सशक्त राष्ट्रीय नीतियां हैं। कई विदेशी देशों ने पहले से ही लचीले इलेक्ट्रॉनिक्स के लिए अनुसंधान योजनाएँ तैयार की हैं। जैसे कि यूएस एफडीसीएएसयू योजना, यूरोपीय संघ की होराइजन परियोजना, दक्षिण कोरिया की "कोरिया ग्रीन आईटी राष्ट्रीय रणनीति" इत्यादि, चीन के प्राकृतिक विज्ञान फाउंडेशन की 12वीं और 13वीं पंचवर्षीय योजना में लचीले इलेक्ट्रॉनिक्स को भी एक महत्वपूर्ण अनुसंधान क्षेत्र के रूप में शामिल किया गया है। माइक्रो-नैनो विनिर्माण।

इलेक्ट्रॉनिक सर्किट, कार्यात्मक सामग्री, माइक्रो-नैनो निर्माण और अन्य प्रौद्योगिकी क्षेत्रों को एकीकृत करने के अलावा, लचीली इलेक्ट्रॉनिक तकनीक अर्धचालक, पैकेजिंग, परीक्षण, कपड़ा, रसायन, मुद्रित सर्किट, डिस्प्ले पैनल और अन्य उद्योगों तक फैली हुई है। यह एक ट्रिलियन-डॉलर के बाजार को चलाएगा और उद्योगों के अतिरिक्त मूल्य को बढ़ाने और औद्योगिक संरचना और मानव जीवन में क्रांतिकारी परिवर्तन लाने में पारंपरिक क्षेत्रों की सहायता करेगा। आधिकारिक संगठनों के पूर्वानुमानों के अनुसार, लचीला इलेक्ट्रॉनिक्स उद्योग 46.94 में 2018 बिलियन अमेरिकी डॉलर और 301 में 2028 बिलियन अमेरिकी डॉलर का होगा, 30 से 2011 तक लगभग 2028% की चक्रवृद्धि वार्षिक वृद्धि दर के साथ, और लंबी अवधि की प्रवृत्ति में है। तेजी से विकास।

लचीली बैटरी-भविष्य में उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक्स की धमनी 〡 मिज़ुकी कैपिटल मूल
चित्र 1: लचीली बैटरी उद्योग श्रृंखला

लचीली बैटरी लचीले इलेक्ट्रॉनिक्स के क्षेत्र का एक महत्वपूर्ण हिस्सा हैं। उनका उपयोग फोल्डेबल मोबाइल फोन, पहनने योग्य उपकरणों, चमकीले कपड़ों और अन्य क्षेत्रों में किया जा सकता है और बाजार में व्यापक मांग है। बाजार और बाजार द्वारा जारी 2020 के वैश्विक लचीले बैटरी बाजार पूर्वानुमान पर एक शोध रिपोर्ट के अनुसार, 2020 तक वैश्विक लचीला बैटरी बाजार 617 मिलियन अमेरिकी डॉलर तक पहुंचने की उम्मीद है। 2015 से 2020 तक, लचीली बैटरी 53.68% की चक्रवृद्धि वार्षिक वृद्धि दर से बढ़ेगी। बढ़ोतरी। लचीली बैटरी के एक विशिष्ट डाउनस्ट्रीम उद्योग के रूप में, पहनने योग्य उपकरण उद्योग के 280 में 2021 मिलियन यूनिट शिप करने की उम्मीद है। चूंकि पारंपरिक हार्डवेयर एक अड़चन अवधि में प्रवेश करता है और नई तकनीकों के नवीन अनुप्रयोगों, पहनने योग्य उपकरणों के तेजी से विकास की एक नई अवधि में प्रवेश करता है। लचीली बैटरी की बड़े पैमाने पर मांग होगी।

हालाँकि, लचीला बैटरी उद्योग अभी भी कई चुनौतियों का सामना कर रहा है, और सबसे बड़ी समस्या तकनीकी समस्याएँ हैं। लचीले बैटरी उद्योग में प्रवेश के लिए उच्च बाधाएं हैं, और सामग्री, संरचनाओं और उत्पादन प्रक्रियाओं जैसे कई मुद्दों को हल करने की आवश्यकता है। वर्तमान में, बहुत सारे शोध कार्य अभी भी प्रयोगशाला स्तर पर हैं, और बहुत कम कंपनियां हैं जो बड़े पैमाने पर उत्पादन कर सकती हैं।

3.लचीली बैटरी की तकनीकी दिशा

लचीली या स्ट्रेचेबल बैटरियों को साकार करने की तकनीकी दिशा मुख्य रूप से नई संरचनाओं और लचीली सामग्रियों का डिज़ाइन है। विशेष रूप से, मुख्य रूप से निम्नलिखित तीन श्रेणियां हैं:

3.1. पतली फिल्म बैटरी

पतली फिल्म बैटरी का मूल सिद्धांत झुकने की सुविधा के लिए प्रत्येक बैटरी परत में सामग्री के अति पतली उपचार का उपयोग करना है और दूसरी बात, सामग्री या इलेक्ट्रोलाइट को संशोधित करके चक्र प्रदर्शन में सुधार करना है। पतली-फिल्म बैटरी मुख्य रूप से ताइवान हुईनेंग से लिथियम सिरेमिक बैटरी और संयुक्त राज्य अमेरिका में इंप्रिंट एनर्जी से जस्ता बहुलक बैटरी का प्रतिनिधित्व करती है। इस प्रकार की बैटरी का लाभ यह है कि यह झुकने की एक निश्चित डिग्री प्राप्त कर सकती है और अति पतली (<1mm) है; नुकसान यह है कि आईटी इसे बढ़ा नहीं सकता है, जीवन जल्दी से बदल जाता है, क्षमता छोटी है (मिलीएम्प-घंटे का स्तर), और लागत अधिक है।

3.2. मुद्रित बैटरी (कागज बैटरी)

पतली-फिल्म बैटरी की तरह, पेपर बैटरी ऐसी बैटरी होती हैं जो वाहक के रूप में पतली फिल्म का उपयोग करती हैं। अंतर यह है कि तैयारी प्रक्रिया के दौरान फिल्म पर प्रवाहकीय सामग्री और कार्बन नैनोमटेरियल से बनी एक विशेष स्याही को लेपित किया जाता है। पतली फिल्म मुद्रित पेपर बैटरी की विशेषताएं नरम, हल्की और पतली होती हैं। यद्यपि उनके पास पतली फिल्म बैटरी की तुलना में कम शक्ति है, वे अधिक पर्यावरण के अनुकूल हैं - आम तौर पर एक डिस्पोजेबल बैटरी।

पेपर बैटरी मुद्रित इलेक्ट्रॉनिक्स से संबंधित हैं, और उनके सभी घटकों या भागों को मुद्रण उत्पादन विधियों द्वारा पूरा किया जाता है। इसी समय, मुद्रित इलेक्ट्रॉनिक उत्पाद द्वि-आयामी होते हैं और इनमें लचीली विशेषताएं होती हैं।

3.3.नई संरचना डिजाइन बैटरी (बड़ी क्षमता वाली लचीली बैटरी)

पतली-फिल्म बैटरी और मुद्रित बैटरी वॉल्यूम द्वारा सीमित हैं और केवल कम-शक्ति वाले उत्पादों को ही प्राप्त कर सकती हैं। और अधिक अनुप्रयोग परिदृश्यों में अपार शक्ति की अधिक मांग होती है। यह गैर-पतली फिल्म 3D लचीली बैटरी को एक गर्म बाजार बनाता है। उदाहरण के लिए, वर्तमान लोकप्रिय बड़ी क्षमता वाली लचीली, स्ट्रेचेबल बैटरी को द्वीप पुल संरचना द्वारा महसूस किया गया है। इस बैटरी का सिद्धांत बैटरी पैक की श्रृंखला-समानांतर संरचना है। कठिनाई उच्च चालकता और बैटरियों के बीच विश्वसनीय लिंक में निहित है, जो खिंचाव और झुक सकती है, और बाहरी पैक के डिजाइन की रक्षा करते हैं। इस प्रकार की बैटरी का लाभ यह है कि यह खिंच सकती है, झुक सकती है और मुड़ सकती है। मोड़ते समय, केवल कनेक्टर को मोड़ने से बैटरी का जीवन ही प्रभावित नहीं होता है। इसकी एक बड़ी क्षमता (एम्पीयर-घंटे का स्तर) और कम लागत है; नुकसान यह है कि स्थानीय कोमलता अति पतली बैटरी जितनी अच्छी नहीं है। छोटा हो। एक ओरिगेमी संरचना भी है, जो फोल्डिंग और झुकने से 2डी-आयामी पेपर को 3डी स्पेस में विभिन्न आकारों में फोल्ड करती है। यह ओरिगेमी तकनीक लिथियम-आयन बैटरी पर लागू होती है, और वर्तमान कलेक्टर, सकारात्मक इलेक्ट्रोड, नकारात्मक इलेक्ट्रोड, आदि को अलग-अलग तह कोणों के अनुसार मोड़ा जाता है। जब बढ़ाया और मुड़ा हुआ होता है, तो बैटरी तह प्रभाव के कारण बहुत अधिक दबाव का सामना कर सकती है और इसमें अच्छा लोच होता है। प्रदर्शन को प्रभावित नहीं करेगा। इसके अलावा, वे अक्सर एक लहर के आकार की संरचना, यानी एक लहर के आकार की खिंचाव वाली संरचना को अपनाते हैं। स्ट्रेचेबल इलेक्ट्रोड बनाने के लिए सक्रिय सामग्री को तरंग के आकार के धातु के पोल के टुकड़े पर लगाया जाता है। इस संरचना पर आधारित लिथियम बैटरी को कई बार बढ़ाया और मोड़ा गया है। यह अभी भी एक अच्छी साइकिल क्षमता बनाए रख सकता है।

अल्ट्रा-पतली बैटरी आमतौर पर इलेक्ट्रॉनिक कार्ड जैसे पतले इलेक्ट्रॉनिक उत्पादों में उपयोग की जाती हैं, मुद्रित बैटरी आमतौर पर आरएफआईडी टैग जैसे एकल-उपयोग परिदृश्यों में उपयोग की जाती हैं, और बड़ी क्षमता वाली लचीली बैटरी मुख्य रूप से बुद्धिमान इलेक्ट्रॉनिक उत्पादों जैसे घड़ियों और मोबाइल फोन में उपयोग की जाती हैं। जिसके लिए बड़ी क्षमता की आवश्यकता होती है। बेहतर।

4. लचीली बैटरी का प्रतिस्पर्धी परिदृश्य

लचीला बैटरी बाजार अभी भी उभर रहा है, और भाग लेने वाले खिलाड़ी मुख्य रूप से पारंपरिक बैटरी निर्माता, प्रौद्योगिकी दिग्गज और स्टार्ट-अप कंपनियां हैं। हालाँकि, वर्तमान में विश्व स्तर पर कोई प्रमुख निर्माता नहीं है, और कंपनियों के बीच का अंतर बड़ा नहीं है, और वे मूल रूप से R&D चरण में हैं।

क्षेत्रीय दृष्टिकोण से, लचीली बैटरियों का वर्तमान अनुसंधान और विकास मुख्य रूप से संयुक्त राज्य अमेरिका, दक्षिण कोरिया और ताइवान में केंद्रित है, जैसे कि संयुक्त राज्य अमेरिका में इंप्रिंट एनर्जी, हुई नेंग ताइवान, दक्षिण कोरिया में एलजी केम, आदि। प्रौद्योगिकी दिग्गज जैसे कि Apple, Samsung, और Panasonic भी सक्रिय रूप से लचीली बैटरी तैनात कर रहे हैं। मुख्यभूमि चीन ने पेपर बैटरी के क्षेत्र में कुछ विकास किए हैं। एवरग्रीन और जिउलॉन्ग इंडस्ट्रियल जैसी सूचीबद्ध कंपनियां बड़े पैमाने पर उत्पादन हासिल करने में सफल रही हैं। कई स्टार्ट-अप अन्य तकनीकी दिशाओं में भी उभरे हैं, जैसे कि बीजिंग ज़ुजियांग टेक्नोलॉजी कं, लिमिटेड, सॉफ्ट इलेक्ट्रॉनिक्स टेक्नोलॉजी और जिज़ान टेक्नोलॉजी। साथ ही, महत्वपूर्ण वैज्ञानिक अनुसंधान संस्थान भी नई तकनीकी दिशाओं का विकास कर रहे हैं।

निम्नलिखित लचीली बैटरी के क्षेत्र में कई प्रमुख डेवलपर्स के उत्पादों और कंपनी की गतिशीलता का संक्षेप में विश्लेषण और तुलना करेंगे:

ताइवान हुइनेंग

एफएलसीबी सॉफ्ट प्लेट लिथियम सिरेमिक बैटरी

1. सॉलिड-स्टेट लिथियम सिरेमिक बैटरी उपलब्ध लिथियम बैटरी में इस्तेमाल होने वाले लिक्विड इलेक्ट्रोलाइट से अलग है। यह टूटा, मारा, पंचर, या जला हुआ होने पर भी लीक नहीं होगा और आग नहीं पकड़ेगा, जलेगा या विस्फोट नहीं करेगा। अच्छा सुरक्षा प्रदर्शन
2. अति पतली, सबसे पतली 0.38 मिमी . तक पहुंच सकती है
3. बैटरी का घनत्व लिथियम बैटरी जितना अधिक नहीं है। 33mm34mm0.38 मिमी लिथियम सिरेमिक बैटरी में 10.5mAh की क्षमता और 91Wh / L की ऊर्जा घनत्व है।
4. यह लचीला नहीं है; इसे केवल मोड़ा जा सकता है, और बढ़ाया, संकुचित या मुड़ा नहीं जा सकता।

2018 की दूसरी छमाही में, सॉलिड-स्टेट लिथियम सिरेमिक बैटरी की दुनिया की पहली सुपर फैक्ट्री का निर्माण करें।

दक्षिण कोरिया एलजी केमो

केबल बैटरी

1. इसमें उत्कृष्ट लचीलापन है और कुछ हद तक खिंचाव का सामना कर सकता है
2. यह अधिक लचीला है और इसे पारंपरिक लिथियम-आयन बैटरी जैसे इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों के अंदर रखने की आवश्यकता नहीं है। इसे कहीं भी रखा जा सकता है और उत्पाद डिजाइन में अच्छी तरह से एकीकृत किया जा सकता है।
3. केबल बैटरी में छोटी क्षमता और उच्च उत्पादन लागत होती है
4. अभी तक कोई ऊर्जा उत्पादन नहीं

इम्प्रिंट एनर्जी, यूएसए

जिंक पॉलिमर बैटरी

1. अति पतली, अच्छा गतिशील झुकने सुरक्षा प्रदर्शन
2. लिथियम बैटरी की तुलना में जिंक कम विषैला होता है और मनुष्यों पर पहने जाने वाले उपकरणों के लिए एक सुरक्षित विकल्प है

अति पतली विशेषताएं बैटरी क्षमता को सीमित करती हैं, और जिंक बैटरी के सुरक्षा प्रदर्शन को अभी भी दीर्घकालिक बाजार निरीक्षण की आवश्यकता होती है। लंबे उत्पाद रूपांतरण समय

इंटरनेट ऑफ थिंग्स के क्षेत्र में प्रवेश करने के लिए सेमटेक के साथ हाथ मिलाएं

Jiangsu Enfusai प्रिंटिंग इलेक्ट्रॉनिक्स कं, लिमिटेड

कागज की बैटरी

1. बड़े पैमाने पर उत्पादित किया गया है और आरएफआईडी टैग, चिकित्सा और अन्य क्षेत्रों में उपयोग किया गया है

यह 2 को अनुकूलित कर सकता है। आकार, मोटाई और आकार उपयोगकर्ताओं की आवश्यकताओं के अनुसार हैं, और यह बैटरी के सकारात्मक और नकारात्मक इलेक्ट्रोड की स्थिति को समायोजित कर सकता है।

1. पेपर बैटरी एक बार उपयोग के लिए है और इसे रिचार्ज नहीं किया जा सकता है
2. शक्ति छोटी है, और उपयोग परिदृश्य सीमित हैं। यह केवल RFID इलेक्ट्रॉनिक टैग, सेंसर, स्मार्ट कार्ड, इनोवेटिव पैकेजिंग आदि पर लागू हो सकता है।
3. 2018 में फिनलैंड में Enfucell के पूर्ण स्वामित्व वाले अधिग्रहण को पूरा करें
4. 70 में वित्त पोषण में 2018 मिलियन आरएमबी प्राप्त किया

HOPPT BATTERY

3डी प्रिंटिंग बैटरी

1. इसी तरह की 3D प्रिंटिंग प्रक्रिया और नैनोफाइबर सुदृढीकरण तकनीक
2. लचीली लिथियम बैटरी में हल्के, पतले और लचीले होने की विशेषताएं होती हैं

5. लचीली बैटरी का भविष्य का विकास

वर्तमान में, लचीली बैटरियों को अभी भी बैटरी क्षमता, ऊर्जा घनत्व और चक्र जीवन जैसे विद्युत रासायनिक प्रदर्शन संकेतकों में जाने के लिए एक लंबा रास्ता तय करना है। मौजूदा प्रयोगशालाओं में विकसित बैटरियों में आमतौर पर उच्च प्रक्रिया आवश्यकताएं, कम उत्पादन क्षमता और उच्च लागत होती है, जो बड़े पैमाने पर औद्योगिक उत्पादन के लिए अनुपयुक्त हैं। भविष्य में, उत्कृष्ट व्यापक प्रदर्शन, अभिनव बैटरी संरचना डिजाइन, और नई ठोस-राज्य बैटरी तैयारी प्रक्रियाओं के विकास के साथ लचीली इलेक्ट्रोड सामग्री और ठोस इलेक्ट्रोलाइट्स की तलाश सफलता की दिशा है।

इसके अलावा, वर्तमान बैटरी उद्योग का सबसे महत्वपूर्ण दर्द बिंदु बैटरी जीवन है। भविष्य में, बैटरी निर्माता जो एक लाभप्रद स्थिति प्राप्त कर सकते हैं, उन्हें एक ही समय में बैटरी जीवन और लचीले उत्पादन की समस्या को हल करना चाहिए। नए ऊर्जा स्रोतों (जैसे सौर ऊर्जा और बायोएनेर्जी) या नई सामग्री (जैसे ग्रैफेन) के उपयोग से इन दोनों समस्याओं को एक साथ हल करने की उम्मीद है।

लचीली बैटरी भविष्य में उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक्स का महाधमनी बन रही हैं। निकट भविष्य में, लचीली बैटरियों द्वारा प्रस्तुत लचीले इलेक्ट्रॉनिक्स के पूरे क्षेत्र में तकनीकी सफलता अनिवार्य रूप से अपस्ट्रीम और डाउनस्ट्रीम उद्योगों में जबरदस्त बदलाव लाएगी।