حجم سوق البطاريات القابلة للطباعة، وحصتها، وتحليل الصناعة حسب النوع (البطارية الأولية، والبطارية الثانوية)، حسب التطبيقات (أجهزة RFID، والبطاقات التي تعمل بالطاقة، والأجهزة الطبية، وأجهزة الاستشعار، والألعاب الذكية، وغيرها) والتوقعات الإقليمية، 2024-2032

أصبحت التطبيقات الإلكترونية حاضرة في كل جانب من جوانب الحياة اليومية. تتطلب الأجهزة الإلكترونية مصادر طاقة لتشغيلها بسلاسة. يجب أن تتمتع مصادر الطاقة المثالية بمرونة عالية فيما يتعلق بالسمك والشكل الهندسي والجهد والسعة والوزن. تستوفي البطاريات المطبوعة معايير مرونة مصدر الطاقة.    

تعتمد البطاريات المطبوعة في كثير من الأحيان على الليثيوم (Li) والزنك (Zn). بطاريات الليثيوم المطبوعة هي أيون الليثيوم مع أقطاب كهربائية مختلفة (الجرافيت أو LixCn للأنود وLiCoO2 أو LiMnO2 أو LiFePO4 للكاثود، وثاني أكسيد الليثيوم المنغنيز (Li-MnO2) وما بعد Li، أي هواء الليثيوم وكاثود الكبريت، إلخ.). فيما يتعلق ببطاريات الزنك، فإن الأكثر استخدامًا هي ثاني أكسيد الزنك والمنغنيز (Zn-MnO2) (Zn للأنود وMnO2 للكاثود)، والزنك الهواء وأكسيد الزنك والفضة (Zn-Ag2O). علاوة على ذلك، هناك أنظمة كهروكيميائية أخرى، مثل هيدريد النيكل/المعدن، والتي تم تطبيقها أيضًا في البطاريات المطبوعة. مكدسة أو محصورة ومستوية أو متوازية نوعان من الهندسة المعمارية المستخدمة للبطارية المطبوعة.

تتكون بنية المكدس أو الساندويتش من مجمع تيار للأنود، وأنود، وفاصل مع المنحل بالكهرباء، والكاثود، ومجمع تيار للكاثود، وكلها مترسبة في ركيزة مرنة بسمك إجمالي يبلغ 0.5 مم للبطارية المطبوعة. البنية المستوية أو المتوازية للبطاريات المطبوعة، والتي تتكون من الأنود والكاثود في وضع جنبًا إلى جنب. هناك العديد من البنى الأخرى للبطاريات المتوازية قيد البحث.   

بناءً على نوع البطارية، يتم تقسيم البطارية القابلة للطباعة إلى بطارية أساسية وبطارية ثانوية. البطارية الأساسية هي بطاريات غير قابلة لإعادة الشحن بينما البطاريات الثانوية هي بطاريات قابلة لإعادة الشحن. عادةً ما تكون البطاريات المعتمدة على الزنك أولية باستثناء هيدريد معدن النيكل. البطارية الأولية المطبوعة الأكثر شيوعًا هي نظام ثاني أكسيد الزنك والمنغنيز (Zn-MnO2) (Zn للأنود وMnO2 للكاثود).

يمكن أن تكون بطاريات Zn-MnO2 هي الأكثر ملاءمة حيث لا تتطلب الجهد العالي بسبب محتواها العالي من الطاقة، وانخفاض المقاومة الداخلية، وعمر التخزين الطويل، وانخفاض تكلفة Zn وMnO2 مقارنة بمواد بطاريات الليثيوم. بناءً على التطبيقات، يتم تقسيم البطاريات المطبوعة إلى أجهزة RFID، والبطاقات التي تعمل بالطاقة، والأجهزة الطبية، وأجهزة الاستشعار، والألعاب الذكية، وما إلى ذلك. وتشمل تطبيقات الأجهزة الطبية للبطاريات المطبوعة أنظمة المراقبة الصحية، والعناية بالجروح والاستخدامات التجميلية، والتصحيحات اللاسلكية لمراقبة المرضى ( مخطط كهربية القلب، ومراقبة العلامات الحيوية، وما إلى ذلك)، وأساور معصم المريض.     

المحرك الرئيسي للسوق العالمي للبطاريات القابلة للطباعة هو نمو أجهزة تخزين الطاقة الذكية والمرنة. تعد البطاريات المطبوعة بديلاً للبطاريات التقليدية لتطبيقات مثل الأجهزة الصغيرة والمحمولة واستشعار الترددات الراديوية والتعبئة التفاعلية والأجهزة الطبية والمنتجات الاستهلاكية ذات الصلة. إن قيود السوق الرئيسية لسوق البطاريات القابلة للطباعة العالمية هي فرق السعر بين البطاريات التقليدية والبطاريات المطبوعة. البطاريات التقليدية تكلفتها أقل من البطاريات المطبوعة.  

تغطية اللاعبين الرئيسيين

بعض الشركات البارزة في مجال البطاريات العالمية القابلة للطباعة هي Imprint Energy، وPrinted Energy، وEnfucell، وPower Paper، وBlue Spark Technologies، وApplied Materials، وPrinted Electronics Ltd، وPrelonic Technologies، وBrightVolt.

التقسيم

التحليل الإقليمي

تم تقسيم سوق البطاريات العالمية القابلة للطباعة إلى أمريكا الشمالية وأوروبا وآسيا والمحيط الهادئ وأمريكا اللاتينية والشرق الأوسط وأفريقيا. ومن المتوقع أن تهيمن أمريكا الشمالية وأوروبا على سوق البطاريات القابلة للطباعة. تمتلك كل من أمريكا الشمالية وأوروبا بنية تحتية قوية للبحث في تكنولوجيا البطاريات الحديثة القابلة للطباعة. من المتوقع أن توفر مراكز الأبحاث الجامعية في أمريكا الشمالية وأوروبا التقدم التالي في تكنولوجيا البطاريات القابلة للطباعة. حاليا، الصين هي مركز تصنيع الإلكترونيات. تهيمن الصين على إنتاج بطاريات السيارات الكهربائية، وسيكون من السهل للغاية على المصنعين الصينيين التكيف مع تكنولوجيا البطاريات القابلة للطباعة. تعمل سياسة "صنع في الصين 2025" على تعزيز التطوير الداخلي والتصنيع في مجالات التكنولوجيا الفائقة.       

تطورات الصناعة الرئيسية

• في مارس 2019، أصدرت شركة Evonik TAeTTOOz®، وهي تقنية مواد جديدة للبطاريات القابلة للطباعة تم تطويرها على أساس بوليمرات الأكسدة والاختزال بواسطة Creavis، وحدة الابتكار الاستراتيجي لشركة Evonik.


• في مايو 2017، امتلك مهندسو النانو في جامعة كاليفورنيا بسان دييغو بطارية مطبوعة قابلة للتمدد وقابلة لإعادة الشحن. تحتوي هذه البطاريات المطبوعة المعتمدة على الزنك على طبقة بوليمر شديدة المرونة مصنوعة من الأيزوبرين، وهو أحد المكونات الرئيسية في المطاط والبوليسترين