Marktgröße für druckbare Batterien, Anteil und Branchenanalyse nach Typ (Primärbatterie, Sekundärbatterie), nach Anwendungen (RFID-Geräte, angetriebene Karten, medizinische Geräte, Sensoren, intelligentes Spielzeug, andere) und regionale Prognose, 2023-2030

Elektronische Anwendungen sind in jedem Aspekt des täglichen Lebens präsent. Elektronische Geräte benötigen für einen reibungslosen Betrieb Energiequellen. Ideale Energiequellen müssen eine hohe Flexibilität hinsichtlich Dicke, geometrischer Form, Spannung, Kapazität und Gewicht aufweisen. Gedruckte Batterien erfüllen die Kriterien der Flexibilität der Energiequelle.

Gedruckte Batterien basieren häufig auf Lithium (Li) und Zink (Zn). Lithium-gedruckte Batterien sind Lithium-Ionen-Batterien mit unterschiedlichen Elektroden (Graphit oder LixCn für die Anode und LiCoO2, LiMnO2 oder LiFePO4 für die Kathode, Lithium-Mangandioxid (Li-MnO2) und Post-Li, d. h. Lithium-Luft, Schwefel-Kathode, usw.). In Bezug auf Zinkbatterien werden am häufigsten Zink-Mangandioxid (Zn-MnO2) (Zn für Anode und MnO2 für Kathode), Zink-Luft und Zink-Silberoxid (Zn-Ag2O) verwendet. Darüber hinaus gibt es andere elektrochemische Systeme wie Nickel/Metallhydrid, die ebenfalls in gedruckten Batterien eingesetzt werden. Gestapelt oder sandwichartig und koplanar oder parallel sind zwei Arten von Architekturen, die für die gedruckte Batterie verwendet werden.

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Die Stapel- oder Sandwich-Architektur besteht aus einem Stromkollektor für die Anode, einer Anode, einem Separator mit Elektrolyt, einer Kathode und einem Stromkollektor für die Kathode, die alle in einem flexiblen Substrat mit einer Gesamtdicke von 0,5 mm für die gedruckte Batterie untergebracht sind. Die koplanare oder parallele Architektur für gedruckte Batterien, die aus der Anode und der Kathode nebeneinander besteht. Mehrere andere Architekturen für Parallelbatterien werden derzeit erforscht.

Je nach Batterietyp wird die druckbare Batterie in Primär- und Sekundärbatterie unterteilt. Bei einer Primärbatterie handelt es sich um nicht wiederaufladbare Batterien, während es sich bei Sekundärbatterien um wiederaufladbare Batterien handelt. Mit Ausnahme von Nickel-Metallhydrid-Batterien sind in der Regel Zinkbatterien die Primärbatterien. Die gebräuchlichste primäre gedruckte Batterie ist das Zink-Mangandioxid-System (Zn-MnO2) (Zn für Anode und MnO2 für Kathode).

Zn-MnO2-Batterien können aufgrund ihres hohen Energiegehalts, des geringeren Innenwiderstands, der langen Haltbarkeit und der im Vergleich zu Lithiumbatteriematerialien geringen Kosten von Zn und MnO2 am besten geeignet sein, wenn keine Hochspannung erforderlich ist. Basierend auf den Anwendungen werden gedruckte Batterien in RFID-Geräte, Powered Cards, medizinische Geräte, Sensoren, Smart Toys usw. unterteilt. Zu den Anwendungen gedruckter Batterien in medizinischen Geräten gehören Gesundheitsüberwachungssysteme, Wundversorgung und kosmetische Anwendungen sowie drahtlose Patches für die Patientenüberwachung ( Elektrokardiogramme, Überwachung der Vitalfunktionen usw.) und Patientenarmbänder.

Der Hauptmarkttreiber für den globalen Markt für druckbare Batterien ist das Wachstum intelligenter und flexibler Energiespeichergeräte. Gedruckte Batterien sind eine Alternative zu herkömmlichen Batterien für Anwendungen wie kleine und tragbare Geräte, Hochfrequenzsensoren, interaktive Verpackungen, medizinische Geräte und verwandte Verbraucherprodukte. Die wichtigste Markteinschränkung für den globalen Markt für druckbare Batterien ist der Preisunterschied zwischen herkömmlichen Batterien und gedruckten Batterien. Herkömmliche Batterien kosten weniger als gedruckte Batterien.

Hauptakteure abgedeckt

Einige der namhaften Unternehmen im globalen Bereich druckbarer Batterien sind Imprint Energy, Printed Energy, Enfucell, Power Paper, Blue Spark Technologies, Applied Materials, Printed Electronics Ltd, Prelonic Technologies und BrightVolt.

Segmentierung

Regionale Analyse

Der globale Markt für druckbare Batterien wurde in Nordamerika, Europa, den asiatisch-pazifischen Raum, Lateinamerika sowie den Nahen Osten und Afrika unterteilt. Es wird erwartet, dass Nordamerika und Europa den Markt für druckbare Batterien dominieren werden. Sowohl Nordamerika als auch Europa verfügen über eine robuste Infrastruktur für die Erforschung moderner druckbarer Batterietechnologie. Von universitären Forschungszentren in Nordamerika und Europa wird erwartet, dass sie den nächsten Durchbruch in der druckbaren Batterietechnologie ermöglichen. Derzeit ist China das Produktionszentrum für Elektronik. China dominiert die Batterieproduktion für Elektrofahrzeuge und es wird für chinesische Hersteller äußerst einfach sein, sich auf die druckbare Batterietechnologie umzustellen. Die Richtlinie „Made in China 2025“ fördert die interne Entwicklung und Herstellung von High-Tech-Bereichen.

Wichtige Branchenentwicklungen

• Im März 2019 hat Evonik TAeTTOOz® veröffentlicht, eine neue Materialtechnologie für druckbare Batterien, die auf Basis von Redox-Polymeren von Creavis, der strategischen Innovationseinheit von Evonik, entwickelt wurde.


• Im Mai 2017 haben Nanoingenieure an der University of California in San Diego eine dehnbare und wiederaufladbare gedruckte Batterie entwickelt. Diese gedruckten Batterien auf Zinkbasis verfügen über eine hyperelastische Polymerschicht aus Isopren, einem der Hauptbestandteile von Gummi, und Polystyrol