Tamanho do mercado de baterias impressas em 3D, participação e análise da indústria, por processo arquitetônico (filamentos PLA baseados em grafeno, ânodos de íons de lítio baseados em grafeno, supercapacitores de grafeno de estado sólido, eletrodos baseados em platina, outros), por usuário final (energia Dispositivos de armazenamento, eletrônicos, outros), por aplicativo (wearables, smartphones, outros) e previsão regional, 2024-2032

Uma bateria impressa em 3D pode ser definida como uma bateria fabricada usando estruturas metálicas impressas para aplicações como supercapacitores e dispositivos microfluídicos. Ao longo dos anos, houve um avanço no projeto e fabricação de estruturas complexas utilizando impressão 3D. A impressão 3D pode fornecer uma plataforma benéfica para a criação de componentes 3D de baixo custo para uma ampla gama de aplicações. Impressão 3D a tecnologia encontrou ampla  aplicações  na fabricação de eletrodos para vários sistemas de armazenamento de energia, como íons de lítio  baterias. A tecnologia de impressão 3D fornece uma plataforma única para prototipagem rápida de inúmeras aplicações devido à sua capacidade de produzir plataformas impressas em 3D de baixo custo. Por exemplo, um filamento de ácido polilático (grafeno/PLA) à base de grafeno foi impresso em 3D para fabricar uma ampla gama de configurações de eletrodo de disco 3D (3DE) usando a impressora 3D convencional RepRap FDM (moldagem por deposição fundida), que não requer etapa adicional de modificação/cura ex situ.

Com base no processo arquitetônico, o mercado é segmentado em filamentos PLA à base de grafeno, ânodos de íons de lítio à base de grafeno, supercapacitores de grafeno de estado sólido, eletrodos à base de platina, entre outros. Os filamentos PLA baseados em grafeno lideram o mercado, pois são principalmente usados ​​na tecnologia de impressão 3D. São materiais nanocompósitos quando infundidos com grafeno podem ser condutores e muito mais duráveis ​​do que filamentos não especializados.

Com base no usuário final, o mercado é segmentado como dispositivos de armazenamento de energia, eletrônicos, entre outros. Os dispositivos de armazenamento de energia ocupam o mercado, pois a energia é armazenada principalmente na forma de baterias e capacitores, que podem ser usados ​​em inúmeras aplicações, como celulares, laptops e veículos elétricos. Além disso, o armazenamento de energia em dispositivos como baterias reduz os impactos ambientais, como a redução das emissões de gases de efeito estufa (GEE).

Com base na aplicação, o mercado é segmentado como wearables, smartphones, entre outros. Os wearables lideram o mercado, pois são usados ​​principalmente em smartwatches e também em bancos de energia vestíveis para telefones, seguidos por smartphones.

O principal impulsionador deste mercado é a crescente demanda por baterias potentes para armazenamento de energia. O maior armazenamento de energia é necessário na eletrônica móvel para operar o celular por mais tempo. As baterias de íon-lítio são formuladas com tecnologia de impressão 3D e estão disponíveis em diversos formatos e tamanhos. Outros fatores que impulsionam o mercado são o crescimento da indústria eletrônica, que está aumentando a necessidade de baterias, aumentando o advento da Internet das Coisas (IoT) e aumentando o uso de energias renováveis ​​para a necessidade de armazenamento de energia.

A principal restrição de mercado para o mercado é o polímero de ácido polilático (PLA) usado na bateria impressa, que é de natureza não iônica, pois não resiste a altas temperaturas. Além disso, o processo de pós-processamento, como mecanização, pintura e colagem do PLA, é mais complicado. O alto custo do equipamento necessário para levar a impressão 3D à escala industrial está restringindo o mercado de baterias impressas em 3D.  Além disso,  a falta de organismos de normalização internacionais que regulamentem os fabricantes está prejudicando o mercado de baterias impressas em 3D

Principal impulsionador do mercado -

Increasing demand for powerful batteries for energy storage.

Restrição chave do mercado -

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

Principais participantes cobertos:

Algumas das principais empresas do mercado de baterias impressas em 3D são Tec.Fit, Enicon Energy and Infrastructure Co., Shenzhen ECOREPRAP Technology Co., Ltd, Pawsthetics, ConmatiX Engineering Solutions GmbH, Filament & meer, KeraCel, Neware Technology Limited, Stratasys , Materializar, American Elements, element14 Electronics e Blackstone Resources.

Análise Regional:

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O mercado global de baterias impressas em 3D é estudado em diferentes regiões como América do Norte, Europa, Ásia-Pacífico, América Latina e Oriente Médio e África. Na América do Norte, um aumento no crescimento da indústria eletrônica está impulsionando a demanda por baterias impressas em 3D em países como os EUA. A Universidade de Harvard e a Universidade de Illinois usaram com sucesso a tecnologia de impressão 3D para imprimir micro-íon de lítio. baterias que são quase do tamanho de um grão de areia. Na Europa, em países como o Reino Unido e a Alemanha, são realizadas diversas atividades de investigação sobre esta tecnologia, o que está a impulsionar o mercado. Além disso, o aumento da utilização de baterias em carros eléctricos na Alemanha irá elevar esta tecnologia no mercado. Na região Ásia-Pacífico, em países como a Índia, a China e Singapura, devido ao aumento da industrialização, as indústrias electrónicas estão a crescer em número, o que por sua vez está a aumentar a procura por este mercado. Além disso, um aumento no uso de energia renovável na produção de baterias usando esta tecnologia fará o mercado crescer a uma taxa significativa. No Médio Oriente e em África, espera-se que as startups baseadas na tecnologia de impressão 3D em países como os Emirados Árabes Unidos e a Arábia Saudita aumentem a procura saudável nos próximos anos.

Segmentação

Principais desenvolvimentos da indústria

• Em agosto de 2019, a KeraCel produziu baterias de estado sólido impressas em 3D para as motocicletas de Musashi. A Musashi Selmitsu Industry e a KeraCel assinaram uma parceria para desenvolver baterias de estado sólido seguras, impressas em 3D, para motocicletas. A KeraCel produz uma bateria de estado sólido de íons de lítio que pode permitir a produção de células com eletrólitos à base de cerâmica e ânodos metálicos de lítio.


• Em outubro de 2014, o laboratório Graphene 3D preparou-se para revelar sua bateria de grafeno imprimível em 3D, o primeiro produto desse tipo. Os materiais aprimorados com grafeno desenvolvidos permitem que o processo de impressão 3D seja usado para fabricar uma bateria funcional, que pode ser incorporada a um objeto impresso em 3D durante o processo de construção.