Tamaño del mercado de baterías impresas en 3D, participación y análisis de la industria, por proceso arquitectónico (filamentos de PLA a base de grafeno, ánodos de iones de litio a base de grafeno, supercondensadores de grafeno de estado sólido, electrodos a base de platino, otros), por usuario final (energía) Dispositivos de almacenamiento, electrónica, otros), por aplicación (wearables, teléfonos inteligentes, otros) y pronóstico regional, 2024-2032

Una batería impresa en 3D se puede definir como una batería fabricada utilizando estructuras metálicas impresas para aplicaciones como supercondensadores y dispositivos de microfluidos. A lo largo de los años, ha habido avances hacia el diseño y la fabricación de estructuras complejas mediante la utilización de la impresión 3D. La impresión 3D puede proporcionar una plataforma beneficiosa para la creación de componentes 3D de bajo costo para una amplia gama de aplicaciones. Impresión 3D la tecnología ha encontrado amplia  aplicaciones  en la fabricación de electrodos para diversos sistemas de almacenamiento de energía como Li-ion  baterías. La tecnología de impresión 3D proporciona una plataforma única para la creación rápida de prototipos de numerosas aplicaciones debido a su capacidad para producir plataformas impresas en 3D de bajo costo. Por ejemplo, se ha impreso en 3D un filamento de ácido poliláctico a base de grafeno (grafeno/PLA) para fabricar una amplia gama de configuraciones de electrodos de disco 3D (3DE) utilizando la impresora 3D convencional RepRap FDM (moldeo por deposición fundida), que no requiere modificación adicional/paso de curado ex situ.

Según el proceso arquitectónico, el mercado se segmenta en filamentos de PLA a base de grafeno, ánodos de iones de litio a base de grafeno, supercondensadores de grafeno de estado sólido, electrodos a base de platino y otros. Los filamentos PLA a base de grafeno lideran el mercado ya que se utilizan principalmente en la tecnología de impresión 3D. Son materiales nanocompuestos que cuando se les infunde grafeno pueden ser conductores y mucho más duraderos que los filamentos no especializados.

Según el usuario final, el mercado se segmenta en dispositivos de almacenamiento de energía, electrónica y otros. Los dispositivos de almacenamiento de energía mantienen el mercado, ya que la energía se almacena principalmente en forma de baterías y condensadores, que pueden utilizarse en numerosas aplicaciones, como móviles, portátiles y vehículos eléctricos. Además, almacenar energía en dispositivos como baterías reduce el impacto ambiental, como la reducción de las emisiones de gases de efecto invernadero (GEI).

Según la aplicación, el mercado se segmenta en dispositivos portátiles, teléfonos inteligentes y otros. Los wearables lideran el mercado, ya que se utilizan principalmente en relojes inteligentes y también en bancos de energía portátiles para teléfonos, seguidos de los teléfonos inteligentes.

El impulsor clave de este mercado es la creciente demanda de baterías potentes para el almacenamiento de energía. En la electrónica móvil se requiere un almacenamiento de energía más prolongado para que el móvil funcione durante más tiempo. Las baterías de iones de litio están formuladas con tecnología de impresión 3D y están disponibles en varias formas y tamaños. Otros factores que impulsan el mercado son el crecimiento de la industria electrónica, que está impulsando la necesidad de baterías, aumentando la llegada del Internet de las cosas (IoT) y aumentando el uso de energías renovables para la necesidad de almacenamiento de energía.

La principal limitación del mercado es que el polímero de ácido poliláctico (PLA) utilizado en la batería impresa es de naturaleza no iónica ya que no resiste las altas temperaturas. Además, el proceso de posprocesamiento, como mecanizar, pintar y pegar el PLA, es más complicado. El alto costo del equipo necesario para llevar la impresión 3D a escala industrial está frenando el mercado de baterías impresas en 3D.  Además, la falta de organismos internacionales de normalización que regulen a los fabricantes está obstaculizando el mercado de las baterías impresas en 3D.

Key Market Driver -

Increasing demand for powerful batteries for energy storage.

Key Market Restraint -

Polylactic acid (PLA) polymer used in the battery printing being non-ionic in nature.

Jugadores clave cubiertos:

Algunas de las principales empresas del mercado de baterías impresas en 3D son Tec.Fit, Enicon Energy and Infrastructure Co., Shenzhen ECOREPRAP Technology Co., Ltd, Pawsthetics, ConmatiX Engineering Solutions GmbH, Filament & meer, KeraCel, Neware Technology Limited, Stratasys , Materialise, American Elements, element14 Electronics y Blackstone Resources.

Análisis Regional:

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El mercado mundial de baterías impresas en 3D se estudia en diferentes regiones como América del Norte, Europa, Asia Pacífico, América Latina y Oriente Medio y África. En América del Norte, un aumento en el crecimiento de la industria electrónica está impulsando la demanda de baterías impresas en 3D en países como los EE.UU. La Universidad de Harvard y la Universidad de Illinois han utilizado con éxito la tecnología de impresión 3D para imprimir micro baterías de iones de litio. baterías que son casi del tamaño de un grano de arena. En Europa, en países como Reino Unido y Alemania, se llevan a cabo diversas actividades de investigación sobre esta tecnología, lo que está impulsando el mercado. Además, el aumento del uso de baterías en coches eléctricos en Alemania impulsará esta tecnología en el mercado. En la región de Asia Pacífico, en países como India, China y Singapur, debido a un aumento de la industrialización, las industrias electrónicas están creciendo en número, lo que a su vez está aumentando la demanda de este mercado. Además, un aumento en el uso de energía renovable en la producción de baterías utilizando esta tecnología hará crecer el mercado a un ritmo significativo. En Medio Oriente y África, se espera que las nuevas empresas basadas en tecnología de impresión 3D en países como los Emiratos Árabes Unidos y Arabia Saudita aumenten la demanda en los próximos años.

Segmentación

Desarrollos clave de la industria

• En agosto de 2019, KeraCel produjo baterías de estado sólido impresas en 3D para las motocicletas de Musashi. Musashi Selmitsu Industry y KeraCel firmaron una asociación para desarrollar baterías de estado sólido seguras, impresas en 3D, para motocicletas. KeraCel produce una batería de estado sólido de iones de litio que podría permitir la producción de celdas con electrolitos cerámicos y ánodos de metal litio.


• En octubre de 2014, el laboratorio Graphene 3D se preparó para presentar su batería de grafeno imprimible en 3D, el primer producto de este tipo. Los materiales mejorados con grafeno que se han desarrollado permiten utilizar el proceso de impresión 3D para fabricar una batería funcional, que puede incorporarse a un objeto impreso en 3D durante el proceso de construcción.