Taille, part et analyse de l’industrie des batteries imprimées en 3D, par processus architectural (filaments PLA à base de graphène, anodes Li-ion à base de graphène, supercondensateurs de graphène à semi-conducteurs, électrodes à base de platine, autres), par utilisateur final (énergie) Périphériques de stockage, appareils électroniques, autres), par application (appareils portables, smartphones, autres) et prévisions régionales, 2024-2032

Une batterie imprimée en 3D peut être définie comme une batterie fabriquée à l’aide de structures métalliques imprimées pour des applications telles que les supercondensateurs et les dispositifs microfluidiques. Au fil des années, des progrès ont été réalisés dans la conception et la fabrication de structures complexes grâce à l’impression 3D. L'impression 3D peut constituer une plateforme avantageuse pour la création de composants 3D à faible coût pour un large éventail d'applications. Impression 3D la technologie a trouvé une large place  candidatures  dans la fabrication d'électrodes pour divers systèmes de stockage d'énergie tels que le Li-ion  piles. La technologie d’impression 3D fournit une plate-forme unique pour le prototypage rapide de nombreuses applications grâce à sa capacité à produire des plates-formes imprimées en 3D à faible coût. Par exemple, un filament d'acide polylactique (graphène/PLA) à base de graphène a été imprimé en 3D pour fabriquer une large gamme de configurations d'électrodes à disque 3D (3DE) en utilisant l'imprimante 3D conventionnelle RepRap FDM (moulage par dépôt de fusion), qui ne nécessite aucun étape de modification supplémentaire/durcissement ex situ.

Sur la base du processus architectural, le marché est segmenté en filaments PLA à base de graphène, anodes Li-ion à base de graphène, supercondensateurs de graphène à l'état solide, électrodes à base de platine et autres. Les filaments PLA à base de graphène dominent le marché car ils sont principalement utilisés dans la technologie d'impression 3D. Ce sont des matériaux nanocomposites lorsqu’ils sont infusés de graphène et peuvent être conducteurs et beaucoup plus durables que les filaments non spécialisés.

En fonction de l’utilisateur final, le marché est segmenté en dispositifs de stockage d’énergie, électroniques et autres. Les dispositifs de stockage d'énergie détiennent le marché car l'énergie est principalement stockée sous forme de batteries et de condensateurs, qui peuvent être utilisés dans de nombreuses applications comme dans les mobiles, les ordinateurs portables et les véhicules électriques. De plus, le stockage de l’énergie dans des appareils comme les batteries réduit les impacts environnementaux comme la réduction des émissions de gaz à effet de serre (GES).

En fonction de l'application, le marché est segmenté en appareils portables, smartphones et autres. Les appareils portables sont en tête du marché car ils sont principalement utilisés dans les montres intelligentes ainsi que dans les banques d'alimentation portables pour téléphones, suivis par les smartphones.

Le principal moteur de ce marché est la demande croissante de batteries puissantes pour le stockage de l’énergie. Un stockage d'énergie plus long est nécessaire dans l'électronique mobile pour faire fonctionner le mobile plus longtemps. Les batteries Li-ion sont formulées avec la technologie d'impression 3D et sont disponibles dans différentes formes et tailles. D'autres facteurs qui stimulent le marché sont la croissance de l'industrie électronique, qui augmente le besoin en batteries, accélère l'avènement de l'Internet des objets (IoT) et augmente l'utilisation des énergies renouvelables pour répondre aux besoins de stockage d'énergie.

La principale contrainte du marché est que le polymère d’acide polylactique (PLA) utilisé dans la batterie imprimée est de nature non ionique car il ne résiste pas aux températures élevées. De plus, le processus de post-traitement, comme la mécanisation, la peinture et le collage du PLA, est plus compliqué. Le coût élevé des équipements nécessaires pour amener l’impression 3D à l’échelle industrielle restreint le marché des batteries imprimées en 3D.  De plus, l'absence d'organismes de normalisation internationaux réglementant les fabricants entrave le marché des batteries imprimées 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.

Acteurs clés couverts :

Certaines des principales entreprises du marché des batteries imprimées en 3D sont Tec.Fit, Enicon Energy and Infrastructure Co., Shenzhen ECOREPRAP Technology Co., Ltd, Pawsthetics, ConmatiX Engineering Solutions GmbH, Filament & more, KeraCel, Neware Technology Limited, Stratasys. , Materialise, American Elements, element14 Electronics et Blackstone Resources.

Analyse régionale :

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Le marché mondial des batteries imprimées en 3D est étudié dans différentes régions comme l’Amérique du Nord, l’Europe, l’Asie-Pacifique, l’Amérique latine, le Moyen-Orient et l’Afrique. En Amérique du Nord, la croissance accrue de l'industrie électronique stimule la demande de batteries imprimées en 3D dans des pays comme les États-Unis. L'Université de Harvard et l'Université de l'Illinois ont utilisé avec succès la technologie d'impression 3D pour imprimer des micro-batteries au lithium-ion. des batteries qui ont presque la taille d'un grain de sable. En Europe, dans des pays comme le Royaume-Uni et l’Allemagne, diverses activités de recherche sont menées sur cette technologie, ce qui dynamise le marché. En outre, l’utilisation croissante de batteries dans les voitures électriques en Allemagne va promouvoir cette technologie sur le marché. Dans la région Asie-Pacifique, dans des pays comme l’Inde, la Chine et Singapour, en raison de l’industrialisation croissante, les industries électroniques se multiplient, ce qui augmente la demande pour ce marché. En outre, l’utilisation accrue d’énergies renouvelables dans la production de batteries utilisant cette technologie entraînera une croissance significative du marché. Au Moyen-Orient et en Afrique, les startups basées sur la technologie d'impression 3D dans des pays comme les Émirats arabes unis et l'Arabie saoudite devraient accroître la demande dans les années à venir.

Segmentation

Développements clés de l’industrie

• En août 2019, KeraCel a produit des batteries à semi-conducteurs imprimées en 3D pour les motos de Musashi. Musashi Selmitsu Industry et KeraCel ont signé un partenariat pour développer des batteries à semi-conducteurs sûres, imprimées en 3D, pour motos. KeraCel produit une batterie lithium-ion à semi-conducteurs qui pourrait permettre la production de cellules avec des électrolytes à base de céramique et des anodes au lithium métallique.


• En octobre 2014, le laboratoire Graphene 3D s'apprêtait à dévoiler sa batterie au graphène imprimable en 3D, le premier produit du genre. Les matériaux développés au graphène permettent d'utiliser le processus d'impression 3D pour fabriquer une batterie fonctionnelle, qui peut être incorporée dans un objet imprimé en 3D pendant le processus de construction.