Taille du marché des batteries imprimables, part et analyse de l’industrie par type (batterie primaire, batterie secondaire), par applications (appareils RFID, cartes alimentées, dispositifs médicaux, capteurs, jouets intelligents, autres) et prévisions régionales, 2024-2032

Les applications électroniques sont devenues présentes dans tous les aspects de la vie quotidienne. Les appareils électroniques nécessitent des sources d’énergie pour fonctionner correctement. Les sources d'énergie idéales doivent avoir une grande flexibilité en termes d'épaisseur, de forme géométrique, de tension, de capacité et de poids. Les batteries imprimées répondent aux critères de flexibilité de la source d'énergie.    

Les batteries imprimées sont fréquemment à base de lithium (Li) et de zinc (Zn). Les batteries imprimées au lithium sont des batteries lithium-ion avec différentes électrodes (graphite ou LixCn pour l'anode et LiCoO2, LiMnO2 ou LiFePO4 pour la cathode, dioxyde de lithium-manganèse (Li-MnO2) et post-Li, c'est-à-dire lithium-air, cathode de soufre, etc.). En ce qui concerne les batteries au zinc, les plus fréquemment utilisées sont le dioxyde de zinc-manganèse (Zn-MnO2) (Zn pour l'anode et MnO2 pour la cathode), le zinc-air et l'oxyde de zinc-argent (Zn-Ag2O). En outre, il existe d'autres systèmes électrochimiques, tels que le nickel/hydrure métallique, qui ont également été utilisés dans les batteries imprimées. Empilées ou prises en sandwich et coplanaires ou parallèles sont deux types d'architecture utilisés pour la batterie imprimée.

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L'architecture stack ou sandwich est constituée d'un collecteur de courant pour l'anode, d'une anode, d'un séparateur avec électrolyte, d'une cathode et d'un collecteur de courant pour la cathode, le tout déposé dans un substrat souple d'épaisseur globale de 0,5 mm pour la batterie imprimée. L'architecture coplanaire ou parallèle pour les batteries imprimées, qui se compose de l'anode et de la cathode côte à côte. Plusieurs autres architectures de batteries parallèles sont en cours de recherche.   

En fonction du type de batterie, la batterie imprimable est divisée en batterie primaire et secondaire. Une batterie primaire est constituée de batteries non rechargeables tandis que les batteries secondaires sont des batteries rechargeables. En règle générale, les piles à base de zinc sont primaires, à l'exception de celles au nickel-hydrure métallique. La batterie imprimée primaire la plus courante est le système zinc-dioxyde de manganèse (Zn-MnO2) (Zn pour l'anode et MnO2 pour la cathode).

Les batteries Zn-MnO2 peuvent être les plus adaptées là où une haute tension n'est pas requise en raison de leur contenu énergétique élevé, de leur faible résistance interne, de leur longue durée de conservation et du faible coût du Zn et du MnO2 par rapport aux matériaux des batteries au lithium. En fonction des applications, les batteries imprimées sont segmentées en dispositifs RFID, cartes alimentées, dispositifs médicaux, capteurs, jouets intelligents, etc. Les applications de dispositifs médicaux des batteries imprimées comprennent les systèmes de surveillance de la santé, les soins des plaies et les utilisations cosmétiques, les patchs sans fil pour la surveillance des patients ( électrocardiogrammes, surveillance des signes vitaux, etc.) et bracelets patients.     

Le principal moteur du marché mondial des batteries imprimables est la croissance des dispositifs de stockage d’énergie intelligents et flexibles. Les batteries imprimées constituent une alternative aux batteries conventionnelles pour des applications telles que les petits appareils portables, la détection radiofréquence, les emballages interactifs, les dispositifs médicaux et les produits de consommation associés. La principale contrainte du marché mondial des batteries imprimables est la différence de prix entre les batteries traditionnelles et les batteries imprimées. Les batteries conventionnelles coûtent moins cher que les batteries imprimées.  

Acteurs clés couverts

Certaines des entreprises notables du secteur mondial des batteries imprimables sont Imprint Energy, Imprimé Energy, Enfucell, Power Paper, Blue Spark Technologies, Applied Materials, Imprimé Electronics Ltd, Prelonic Technologies et BrightVolt.

Segmentation

Analyse régionale

Le marché mondial des batteries imprimables a été segmenté en Amérique du Nord, en Europe, en Asie-Pacifique, en Amérique latine, au Moyen-Orient et en Afrique. L’Amérique du Nord et l’Europe devraient dominer le marché des batteries imprimables. L’Amérique du Nord et l’Europe disposent toutes deux d’une infrastructure robuste pour la recherche sur la technologie moderne des batteries imprimables. Les centres de recherche universitaires en Amérique du Nord et en Europe devraient constituer la prochaine avancée dans la technologie des batteries imprimables. Actuellement, la Chine est la plaque tournante de la fabrication de produits électroniques. La Chine domine la production de batteries pour véhicules électriques et il sera extrêmement facile pour les fabricants chinois de s’adapter à la technologie des batteries imprimables. La politique « Made in China 2025 » promeut le développement et la fabrication en interne de domaines de haute technologie.       

Développements clés de l’industrie

• En mars 2019, Evonik a lancé TAeTTOOz®, une nouvelle technologie matérielle pour batteries imprimables développée sur la base de polymères redox par Creavis, l'unité d'innovation stratégique d'Evonik.


• En mai 2017, des nano-ingénieurs de l'Université de Californie à San Diego disposent d'une batterie imprimée extensible et rechargeable. Ces batteries imprimées à base de zinc intègrent une couche de polymère hyper-élastique à base d'isoprène, l'un des principaux ingrédients du caoutchouc, et de polystyrène.