Markt für Dünnschichtbatterien – Globale Branchengröße, Anteil, Trends, Chancen und Prognose, 2018-2028, segmentiert nach Batterietyp (Einweg, wiederaufladbar), nach Spannung (unter 1,5 V, 1,5 V bis 3 V und über 3 V), nach Anwendung (tragbare Geräte, Medizin, Unterhaltungselektronik, Chipkarten und andere), nach Region und Wettbewerb

Dünnschichtbatterien sind Festkörperbatterien oder Batterien, die sowohl feste Elektroden als auch einen festen Elektrolyten kombinieren. Dünnschichtbatterien haben wie andere Batterien eine Anode und eine Kathode sowie einen Elektrolyten, der als Trennelement zwischen den beiden Elektroden fungiert.

Dünnschichtbatterien haben gegenüber herkömmlichen wiederaufladbaren Festkörperbatterien verschiedene Vorteile. Aufgrund ihrer Größe können sie zur Herstellung kleinerer elektronischer Geräte verwendet werden, was der erste und offensichtlichste Vorteil ist. Darüber hinaus übertreffen Dünnschichtbatterien häufig sperrigere Festkörperbatterien in Bezug auf Leistung, durchschnittliche Ausgangsspannung, Gewicht, Flexibilität, Energiedichte, Elektrolytleckrisiko, dichtere Verpackung und Lebenszyklen. Diese Dünnschichtbatterien verfügen über einen effektiven, reversiblen Lithium-Einfügungsmechanismus zwischen den Elektroden, genau wie typische wiederaufladbare Batterien.

Kommerziell erhältliche Dünnschichtbatterien haben ein breites Anwendungsspektrum, darunter Speichersysteme für erneuerbare Energien, Chipkarten, RFID-Tags (Radio Frequency Identification), tragbare Elektronik, Defibrillatoren, neurologische Stimulatoren, Herzschrittmacher und drahtlose Sensoren.

Dünnschichtbatterien zeichnen sich durch ihr hohes Sicherheitsniveau aus. Sie sind den derzeit verwendeten Flüssigelektrolytzellen vorzuziehen, insbesondere in Bezug auf die Benutzernähe, da sie nur Festkörperkomponenten verwenden. Darüber hinaus ermöglicht die Möglichkeit, einzelne Zellen zu stapeln, eine optimale Anpassung der Dünnschichtbatterie an jedes Anwendungsszenario, und die inhärente mechanische Flexibilität ermöglicht die Integration auf einer Vielzahl von Oberflächen. Die Integrationsfähigkeit der Dünnschichtbatterie in diese Situation ist uneingeschränkt. Der Benutzer hat völlige Freiheit bei der Wahl der Form und Geometrie der Zelle und kann sie an seine Vorlieben anpassen. Diese Faktoren werden voraussichtlich das Wachstum des globalen Marktes für Dünnschichtbatterien vorantreiben.

Dünnschichtbatterien haben sich in den letzten Jahren in Bezug auf ihre Dichte, Lebensdauer und Sicherheit weiterentwickelt. Die großen Akteure werden durch die gestiegene Nachfrage nach diesen Batterien in elektronischen Geräten, medizinischen Geräten und Smartwatches zu technischen Verbesserungen getrieben, wodurch die Batterien dünner oder flexibler werden können.

Darüber hinaus soll die Verwendung dieser Batterien durch die zunehmende Verwendung von Chipkarten und E-Cards in den Bereichen Regierung und Transport beschleunigt werden, um die Sicherheit zu erhöhen. Chipkarten erhöhen die Verwendung von Chipkarten weltweit, indem sie persönliche Identifizierung, Authentifizierung, Datenspeicherung und Anwendungsverarbeitung ermöglichen. Darüber hinaus wird der Markt für Dünnschichtbatterietechnologie durch die zunehmende Verwendung von Chipkarten bei Europay, Mastercard und Visa angetrieben.

Wachsende Nachfrage nach elektronischen Komponenten zur Unterstützung des globalen Marktes für Dünnschichtbatterien

Die Nachfrage nach elektronischen Komponenten ist aufgrund des wachsenden Marktes für Geräte wie Mobiltelefone, medizinische Geräte und Smartwatches gestiegen. Auf der ganzen Welt werden zahlreiche winzige elektronische Geräte und Systeme entwickelt. Da es schwierig ist, die Größe elektronischer Geräte mit herkömmlichen Batterien zu verringern, wird die Miniaturisierung immer notwendiger. Darüber hinaus ist der Bedarf an winzigen Batterien durch die abnehmenden Formfaktoren implantierbarer und tragbarer Technologien entstanden.

Die zunehmende weltweite Verbreitung drahtloser Sensoren beflügelt den globalen Markt für Dünnschichtbatterien

Mit der Weiterentwicklung von Geräten des Internets der Dinge (IoT) und der drahtlosen Sensortechnologie werden drahtlose Sensoren weltweit immer häufiger eingesetzt. Diese Technologien werden zu praktikablen Alternativen für die Stromquellen eingebetteter Systeme, was die Verwendung drahtloser Sensoren ermöglichen würde. Batterien hätten eine Chance zu wachsen, da drahtlose Sensoren auf Basis der Energiegewinnung immer häufiger eingesetzt werden. Die Verwendung von Smartcards zur Authentifizierung ist ein weiterer Faktor, der die Expansion fördert. Sowohl das Geschäft mit tragbaren Geräten als auch die IoT-Bewegung werden in den kommenden Jahren expandieren. Das IoT unterstützt diese Endbenutzersegmente, was wiederum dem Markt für Dünnschichtbatterien beim Wachstum hilft. Flexible gedruckte Elektronik und tragbare Technologie sind zwei der Anwendungskategorien, die am schnellsten wachsen. Dünnschichtbatterien werden zunehmend benötigt, um Geräte über längere Zeiträume mit Strom zu versorgen, da die Anzahl der mit dem IoT verbundenen Geräte zunimmt. Diese Geräte benötigen eine drahtlose Kommunikation, die sehr wenig Strom verbraucht, kostengünstig ist und oft sehr klein ist. Die oben genannten Anforderungen werden durch Dünnschichtbatterien effektiv erfüllt.

Flexibilität von Dünnschichtbatterien treibt das Marktwachstum an

Anwendungen, bei denen Flexibilität und Dünnheit entscheidend sind, werden durch die Wiederaufladbarkeit der hochdichten flexiblen Batterie erheblich erleichtert. Unterhaltungselektronik und tragbare Technologie sind zwei bekannte Bereiche, in denen flexible Batterien dringend benötigt werden. Daher erwarten sowohl bestehende als auch sich entwickelnde Unternehmen eine erfolgreiche Integration dieser wichtigen Anwendungen mit flexiblen Batterien, um die Leistung zu steigern. Darüber hinaus hätten flexible Batterien Chancen aufgrund der bevorstehenden Bemühungen, wiederaufladbare Batterien tatsächlich für energieintensive Anwendungen einzusetzen, was zu einem massiven Wachstum des Marktes für flexible Batterien führen würde.

Hohe Rohstoffkosten und fehlende Standardisierung

Verglichen mit Lithium-Ionen-Batterien sind die Kosten der zur Herstellung dieser Batterien verwendeten Rohstoffe höher. Aufgrund ihrer chemischen Eigenschaften und volatilen Preise sind bei vielen Rohstoffen auch erhebliche Materialhandhabungskosten verbunden. Dünnschichtbatterien werden von verschiedenen Herstellern nicht einheitlich produziert, was bei Verwendung mit anderen Geräten zu Kompatibilitätsproblemen führt. Darüber hinaus führen die zyklische Natur dieser Rohstoffpreise und ihre hohen Materialhandhabungskosten zu hohen Endproduktkosten. Darüber hinaus steht die Branche trotz des steigenden Potenzials für die Produktakzeptanz vor einem erheblichen Hindernis in Form der hohen Anschaffungskosten, die mit der Produktion und Vermarktung von Dünnschichtbatterien verbunden sind. Die Herstellung von Dünnschichtbatterien ist ziemlich teuer, da sie von seltenen Erden wie Lithium abhängt. Die hohen Kosten für Lithium treiben den Preis einer Dünnschichtbatterie weiter in die Höhe und machen sie für viele kleine und mittlere Hersteller von Konsumgütern unerschwinglich.

Darüber hinaus unterscheiden sich die proprietären Technologien zur Herstellung gedruckter flexibler Batterien je nach den Anforderungen der Hersteller von einem Hersteller zum anderen. Da diese Batterien speziell für bestimmte elektronische Geräte hergestellt werden, kann ihre Verwendung mit anderen Geräten zu Kompatibilitätsproblemen führen. Infolgedessen wird der Markt für gedruckte flexible Batterien durch das Fehlen von Standards eingeschränkt, die bei der Entwicklung von Batterien eingehalten werden müssen.

Jüngste Entwicklungen

• Das in den Niederlanden ansässige Start-up LionVolt BV, eine Abteilung der Niederländischen Organisation für Angewandte Naturwissenschaftliche Forschung (TNO), gab im November 2021 bekannt, dass es in einer Finanzierungsrunde 4,29 Millionen US-Dollar von der Brabantse Ontwikkelingsmaatschappij (BOM), der Entwicklungsorganisation der Region, und dem in Amsterdam ansässigen Risikokapital- und Wachstumskapitalunternehmen Prime Ventures eingesammelt hat. Mit dem Geld würde LionVolt seine 3D-Festkörper-Dünnschichtbatterietechnologie weiterentwickeln, die das Unternehmen zunächst in tragbaren Technologien und Elektrofahrzeugen einsetzen will.

Marktsegmentierung

Marktteilnehmer

Die wichtigsten Marktteilnehmer auf dem globalen Markt für Dünnschichtbatterien sind