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可穿戴设备电池之战!中日韩谁领先?

时间:2024-05-22 14:44:57 科技赋能

全球可穿戴设备电池产值预计将从2018年的1万美元跃升至2018年的7万美元,短期内市场争夺战一触即发。

过去,锂离子电池占据主导地位,韩国和日本制造商在出货量方面领先。

然而,锂离子电池无法满足可穿戴设备轻薄、小尺寸的要求。

或许,这是推进超薄型、小型化器件布局的好机会。

台湾锂电池制造商可以卷土重来,在这场可穿戴战争中获胜!可穿戴电子产品发展迅速。

未来能否取代智能手机,取决于电池尺寸和续航时间。

由于传统锂电池无法满足可穿戴设备轻薄化的设计要求,各国电池制造商纷纷投入新一代锂电池技术的开发。

除了帮助可穿戴电子产品突破设计和销售困难外,更重要的是,他们正在瞄准全球锂电池市场。

市场馅饼。

2018年全球锂电池产量将达到1万美元。

根据IHS Technology市场研究报告,2018年全球可穿戴产品出货量将达到1万美元,全球电池产值将从2018年的1万美元快速增长到2018年的1万美元。

2018年1万美元,营收增长来自于可穿戴产品的注入。

图1. 2020年全球可穿戴设备电池产值预测(单位:百万美元)。

据日本技术系统研究所2020年Q2调查报告显示,2019-2015年全球二次锂电池年均增长率约为8~10%。

2018-2018年全球市场需求总量为43亿台,预计到2020年将增至62亿台以上。

应用市场仍以3C电子产品和电动汽车为主。

随着全球智能手机、平板电脑增长势头趋缓,智能眼镜、可穿戴电子设备、智能手环、智能手表将是下一波最具发展潜力的电子产品。

然而,现阶段可穿戴设备的主要关键问题是电池续航时间不足。

如果能够不断降低功耗,延长可穿戴设备的电池寿命,可穿戴设备市场或许会有突破性的发展。

为了满足消费者长时间使用可穿戴设备的需求,对高能锂电池的需求是最迫切需要解决的技术瓶颈。

  韩国工厂锂电池出货量全球第一,日本工厂增产追赶。

今年之前,日厂一度占据全球锂离子电池市场约90%的份额,也是专利申请最活跃的日本厂商(详情见附录《锂离子电池专利数量分析》) ”),但随着三星SDI、LG化学等韩国厂商的突然崛起,韩国最终超越日本,成为全球第一。

然而,今年以来,日本和韩国的出货量首次出现萎缩。

日本厂商正在努力追赶韩国厂商,希望重拾锂离子电池龙头的辉煌,其中包括电子元件制造商日本TDK株式会社,计划于今年上半年推出。

年内锂离子电池年产能将增长40%;日立制作所旗下电池制造子公司Hitachi Maxell也计划增加新生产线,将可穿戴设备用锂离子电池的产能提高30%(注1)。

日本大厂松下不仅是电动汽车锂动力电池的主要供应商(请参考北美知识产权报之前的文章《年度电动汽车产量猛增67%,动力锂电池需求将引领市场十年”),也是电动汽车动力锂电池的主要供应商。

当然,3C锂电池也不能缺少。

松下利用信息和通信设备中使用的电池材料技术,以及参考纽扣电池和其他小型锂电池的制造技术,开发出了市场上最小的针形锂离子电池CG-,其直径仅为3.5毫米,高度约2厘米,重量约0.6克,约为AAA电池尺寸的1/20,容量为13mAh。

图2.松下开发出市场上最小的针形锂离子电池CG-CG。

它可以用作钢笔或眼镜等小型设备的电池。

它不仅可充电,还具有近场通信(NFC)和蓝牙输出功能。

除了CG-之外,松下还在开发另外两款新电池,分别是容量30mAh、直径4.5mm、高2.5cm的CG-和容量50mAh、直径4.5mm、高3.5cm的CG-高度(注2)。

图 3.松下的 CG 电池可用于各种小型电子设备。

日本、韩国厂商竞相推出超薄大型电池。

他们可以进入利基市场。

过去,日本、韩国和国内电池制造商主要以中大型标准化为主。

锂电池产品的研发和生产,但如果未来可穿戴设备取代智能手机、平板电脑、笔记本电脑并普及,情况将会改变。

可穿戴设备受到产品尺寸限制,需要更小的锂电池。

中韩主要锂电池厂商的优势已经不复存在。

这让专注于生产小型和定制化锂电池的台湾厂商有机会乘势而上,在可穿戴产品领域与日韩大厂区分开来。

兴能:率先布局小型化先进混合动力电池 兴能高科是台湾第一家将锂电池商业化的厂商。

它结合了传统锂离子电池极板技术和锂聚合物电池封装技术的优点,无需额外采用自主开发的电解液、界面粘合技术、活化和工艺技术,开发出独特的先进混合电池(AHB) 。

图4.先进混合电池的应用领域相当广泛,符合当前信息产品“轻、薄、短、小”的趋势。

兴能高科专注于中小型锂聚合物电池(Lithium Polymer Battery)的应用市场。

它用于蓝牙耳机。

近年来,投入适合可穿戴设备产品应用的小型化、异型电池的研发,逐步取得了小型化、半月形、圆柱形、弧形等形状的研发成果。

兴能提供的数据显示,去年锂电池出货量达到数百万颗,聚合物锂电池广泛应用于智能健康手环。

尽管2018年蓝牙耳机仍是锂电池应用数量最多的,占比53%,但可穿戴设备已跃居第二位,占比24%。

医疗、无线键盘和游戏杆等计算机外设、手机外设等非蓝牙应用市场约占23%。

展望未来两年,可穿戴设备、医疗器械等的供应量和市场份额将持续增加。

因应可穿戴设备的小型化趋势,电池也必然向小型化方向发展。

兴能研发的弧形电池与日韩及大陆电池厂商的设计不同。

采用4.35V高压设计,曲面稳定。

该形状提高了电池的体积能量密度,循环充放电寿命可超过1次。

电池充放电后,电池的曲率不会发生变化。

目前,兴能高科已在台湾获得13块锂离子电池。

专利电池技术也正在欧洲、美国等国家申请专利。

图5、兴能科技惠能共公布13项台湾专利:超薄柔性板锂陶瓷电池FLCB 除了兴能的曲面电池外,台湾惠能科技还发表了《超薄柔性板锂陶瓷电池》《FPC锂电》 -陶瓷电池(FLCB)”采用固体锂陶瓷电解液(Lithium-Ceramic电解液)替代传统电池中的电解液,并与柔性电路板基板相结合,打造出可自由弯曲且不变形的柔性电路板。

泄露。

,一种软电池,不含易燃物质,在被刺穿、撞击或切割后仍能安全放电。

FLCB电池还可以像纸一样任意弯曲,厚度薄至0.36mm。

图6.汇能科技的“超薄柔性板锂陶瓷电池”不仅在应用上超薄可弯曲,FLCB因其超薄可弯曲的特性特别适合可穿戴电子产品、时尚可穿戴电源和智能设备特征。

手表/手环、智能衣服、智能鞋、智能眼镜、温度贴片、GPS追踪传感器、温度标签、智能显示适配器、多功能卡、交通显示适配器、IOT物联网、电子烟、电子笔、医疗保健等其他相关应用,让可穿戴产品开辟更多设计可能性。

图7:慧能科技在台湾共公布11项专利。

可穿戴设备系统设计空间紧张,锂电池的放置缺乏灵活性,使得对电池技术的要求更加严格。

由于超薄、灵活、安全,FLCB电池创造了普通锂电池无法实现的新应用。

例如,FLCB采用注塑工艺一体成型,利用表带上的空间作为二次电池,与内置的内置表体相匹配。

锂电池延长智能手表的电池寿命;或使用智能手机皮套作为移动电源,或生物医学温度贴片,以及超薄芯片显示智能卡。

这些是FLCB在可穿戴电子设备中的主要应用领域。

虽然目前FLCB电池供应链尚不成熟,仍以配套功能为主。

未来努力的方向是提高能量密度并解决成本问题。

只要价格接近现在的锂电池,就有机会成为可穿戴设备。

电池解决方案。