سوق المكثفات الفائقة الصغيرة القابلة للتمدد

نظرة عامة على السوق

من المتوقع أن ينمو حجم سوق المكثفات الفائقة القابلة للتمدد العالمي بمعدل نمو سنوي مركب قدره 24.2٪ خلال الفترة المتوقعة.

في الأجهزة الإلكترونية الدقيقة القابلة للارتداء والتمدد، تعد المكثفات الفائقة الدقيقة بديلاً محتملاً لبطاريات الليثيوم أيون أو ربما بديلاً لها. ومع ذلك، فإنها غالبًا ما تكون ذات كثافة طاقة منخفضة وقابلية تمدد ميكانيكية منخفضة.

إن نظام تخزين الطاقة الذي يمكن تمديده وتشويهه دون فقدان قدرته على تخزين الطاقة يُعرف باسم المكثف الفائق المرن. تخزن المكثفات الفائقة الطاقة عن طريق جمع وإطلاق الأيونات على سطحها، مما يسمح لها بالشحن والتفريغ بسرعة أكبر بكثير من البطاريات العادية. وهذا على النقيض من المكثفات القياسية، التي تخزن الطاقة عن طريق فصل الشحنات الكهربائية.

تعتبر المكثفات الفائقة الميكروية القابلة للتمدد مفيدة بشكل خاص للإلكترونيات المرنة مثل الملابس وغيرها من الأجهزة القابلة للارتداء. تتكون هذه الأجهزة من مواد بما في ذلك الجرافين وأنابيب الكربون النانوية والبوليمرات التي يمكن تمديدها وثنيها دون أن تنكسر. غالبًا ما يتم إقران المواد القابلة للتمدد بمكونات مكثفات فائقة أكثر تقليدية مثل أكاسيد المعادن أو الكربون المنشط لإنتاج أجهزة هجينة يمكنها تخزين الطاقة وتكون مرنة في نفس الوقت.

من المتوقع أن ينمو سوق المكثفات الفائقة الدقيقة القابلة للتمدد بسرعة في السنوات القادمة بسبب الطلب المتزايد على الإلكترونيات المرنة والقابلة للارتداء بالإضافة إلى التطورات في علوم وهندسة المواد. وعلى الرغم من أن صناعة المكثفات الفائقة الدقيقة القابلة للتمدد لا تزال في مهدها، فمن المتوقع أن تتوسع بسرعة على مدى السنوات القليلة القادمة. توفر المكثفات الفائقة الدقيقة القابلة للتمدد طريقة لتشغيل هذه الأجهزة مع ارتفاع الحاجة إلى الإلكترونيات المرنة والقابلة للارتداء.

ديناميكيات السوق

محركات سوق المكثفات الفائقة الدقيقة القابلة للتمدد

• التركيز المتزايد على الاستدامة

تتمتع المكثفات الفائقة الدقيقة القابلة للتمدد بسوق آخذ في التوسع بسرعة لأنها قادرة على جعل الإلكترونيات أكثر ملاءمة للبيئة من خلال تمكين تطوير سلع أكثر ملاءمة للبيئة. ويولي المستهلكون أهمية أكبر لهذا الأمر، وهو ما يعزز الطلب على هذه الأنواع من المنتجات.

• الطلب المتزايد على الأجهزة الإلكترونية المحمولة والقابلة للارتداء

إن المكثفات الفائقة الدقيقة القابلة للتمدد والتي تتمتع بفعالية أكبر وعمر أطول أصبحت ممكنة بفضل اختراع مواد وتقنيات تصنيع جديدة. وهذا يجعلها أكثر جاذبية لمجموعة أوسع من التطبيقات من خلال تحسين أدائها وخفض تكلفتها. إن النمو السريع في استخدام الإلكترونيات المرنة والقابلة للارتداء ناجم عن أسباب منها الشعبية المتزايدة للأجهزة المحمولة والتحرك نحو إنترنت الأشياء. توفر المكثفات الفائقة الدقيقة القابلة للتمدد، والتي تتمتع بالمرونة والتوافق، طريقة لشحن هذه الأجهزة.

قيود سوق المكثفات الفائقة الدقيقة القابلة للتمدد

• التكلفة العالية والأداء المحدود

إن المكثفات الفائقة الدقيقة القابلة للتمدد أكثر تكلفة في الوقت الحالي من المكثفات الفائقة أو البطاريات القياسية، وهو ما قد يحد من قبولها في بعض التطبيقات. وهناك سبب آخر لقيود السوق وهو أنها باهظة الثمن ولا تستخدم إلا في عدد قليل من التطبيقات. ومن بين هذه القيود انخفاض كثافة الطاقة وتقصير أوقات الدورة. وقد تكون فائدتها في تطبيقات معينة محدودة بسبب هذه القيود.

• المنافسة الشديدة في السوق

لا توجد معايير وقوانين تحكم استخدامها، وقد يحد هذا من مدى تبني المستهلكين والشركات لهذه الأدوات، فضلاً عن زيادة صعوبة بناءها وترويجها على الشركات المصنعة. قد تواجه المكثفات الفائقة الدقيقة القابلة للتمدد منافسة من عدد من تقنيات تخزين الطاقة، بما في ذلك خلايا الوقود وبطاريات الليثيوم أيون . ستحدد قدرة المكثفات الفائقة الدقيقة القابلة للتمدد على التنافس مع هذه التقنيات الأخرى من حيث الجودة والتكلفة وعوامل أخرى نجاحها في السوق.

فرص سوق المكثفات الفائقة الدقيقة القابلة للتمدد

ستكون فرصة السوق للاعبين كما تم تطوير مكثفات فائقة الصغر قابلة للتمدد يمكنها الحفاظ على أداء كهروكيميائي جيد وقابلة للتمدد بنسبة 200٪ تقريبًا من قبل الباحثين والمصنعين. حتى في ظل التمدد الشديد، تتمكن الشركات من إنتاج أداء مستقر بشكل استثنائي من هذه المكثفات الفائقة، مع احتفاظ بسعة ملحوظة بنسبة 92٪ بعد 2000 دورة من التمدد بنسبة 100٪. يقوم المصنعون الرائدون في السوق بطرح بنية متوافقة مع أنماط الليزر، مما يتيح التصنيع السريع، ويعكس استراتيجية عملية للغاية لتحقيق أجهزة تخزين طاقة دقيقة عالية الأداء ومتينة ميكانيكيًا.

• التقدم التكنولوجي والتعاون

قد تتمكن المكثفات الفائقة الدقيقة القابلة للتمدد من أداء أفضل وتدوم لفترة أطول بفضل اختراع مواد وتقنيات تصنيع جديدة، والتي قد تقدم تطبيقات جديدة لهذه الأدوات. قد يتم تسريع تطوير المكثفات الفائقة الدقيقة القابلة للتمدد واعتمادها من خلال التعاون بين المنتجين والباحثين والمستخدمين النهائيين. قد يؤدي التعاون بين الشركات في القطاعات الأخرى إلى استخدامات وأسواق جديدة لهذه الأدوات.

نطاق السوق

التحليل القطاعي

تقسيم حسب النوع

• نوع العملة

يمكن زيادة كثافة الطاقة وكثافة الطاقة ودورة حياة البطاريات من النوع المعدني، مما يزيد من فعاليتها ومتانتها. قد يكون هذا مفيدًا بشكل خاص في المواقف التي تتطلب حلول تخزين الطاقة المدمجة والقابلة للتكيف، مثل الأجهزة الإلكترونية القابلة للارتداء والمعدات الطبية وأجهزة استشعار إنترنت الأشياء.

• نوع الختم الكامل

يمكن زيادة قدرة التحمل والموثوقية للمكثفات الفائقة الدقيقة القابلة للتمدد من خلال تصميمات من نوع الختم الكامل، وخاصة في الظروف الصعبة حيث لا تعمل الأجهزة الإلكترونية التقليدية.

• نوع السلسلة المتعرجة

تعتبر المكثفات الفائقة الدقيقة القابلة للتمدد ذات الأنواع المتسلسلة من اللفات مفيدة بشكل خاص في التطبيقات التي تحتاج إلى خرج جهد أعلى، مثل مصدر الطاقة للتكنولوجيا القابلة للارتداء أو أجهزة استشعار إنترنت الأشياء. قد تعمل بعض الأجهزة بشكل أفضل وتصبح أكثر موثوقية وكفاءة نتيجة لخرج الجهد الأعلى.

تقسيم حسب التطبيق

• التكنولوجيا القابلة للارتداء

الأجهزة الإلكترونية التي يمكن ارتداؤها على الجسم كإكسسوار أو كجزء من الملابس أو غيرها من الأشياء تسمى بالتكنولوجيا القابلة للارتداء. هذه الأجهزة، التي غالبًا ما تحتوي على أجهزة استشعار ومعالجات وقدرات اتصال لاسلكية، قد تقوم بعدد من الأشياء، بما في ذلك تسجيل بيانات اللياقة البدنية ومراقبة المؤشرات الصحية وإرسال التنبيهات.

• الحوسبة المتنقلة

يشير مصطلح الحوسبة المتنقلة إلى استخدام أجهزة الحوسبة المحمولة، مثل الهواتف الذكية والأجهزة اللوحية وأجهزة الكمبيوتر المحمولة والتكنولوجيا القابلة للارتداء. غالبًا ما تحتوي هذه الأجهزة على ميزات مثل الشبكات اللاسلكية والشاشات التي تعمل باللمس وعمر البطارية الممتد وهي مصممة لتكون خفيفة الوزن وقابلة للحمل وسهلة الاستخدام.

• أجهزة مراقبة الصحة

يشير مصطلح "أجهزة مراقبة الصحة" إلى الأدوات القابلة للارتداء أو المحمولة والتي تستخدم لتتبع مجموعة متنوعة من المؤشرات الصحية، بما في ذلك ضغط الدم، ومستويات الجلوكوز، وأنماط النوم، والنشاط البدني.

التحليل الإقليمي

السوق العالمية للمكثفات الفائقة الميكرو القابلة للتمدد يتم تقسيمها حسب المنطقة إلى أمريكا الشمالية، وأوروبا، وآسيا والمحيط الهادئ، وأمريكا اللاتينية، والشرق الأوسط وأفريقيا.

آسيا والمحيط الهادئ

استحوذت منطقة آسيا والمحيط الهادئ على الحصة الأكبر ، حيث ساهمت الصين والهند في توسع الصناعة بسبب النمو الأخير في سوق السيارات وصناعة الإلكترونيات. نظرًا للحاجة إلى المكثفات الفائقة في قطاعات السيارات الكبيرة والمتوسطة الحجم، مما أدى إلى زيادة استخدام المكثفات الفائقة.

أمريكا الشمالية

كانت أمريكا الشمالية ثاني أكبر مساهم من حيث المبيعات ومن المتوقع أن تشهد زيادة كبيرة طوال الفترة المتوقعة. عانت آسيا من خسائر مالية كبيرة نتيجة للهجوم غير المتوقع لجائحة كوفيد-19. أوقفت غالبية المرافق الصناعية في البر الرئيسي الصيني عملياتها نتيجة لتعليمات الحكومة. وقد أثر هذا بشكل خطير على سلاسل التوريد في البلاد للعديد من العناصر، مما كان له تأثير على الطلب على المكثفات الفائقة من مختلف قطاعات الاستخدام النهائي.

أمريكا اللاتينية

• مكثفات فائقة الصغر قابلة للتمدد في الأسواق الصغيرة

إن سوق أمريكا اللاتينية للمكثفات الفائقة الصغر القابلة للتمدد صغيرة حاليًا، ولكن مع استمرار نمو قطاعي الإلكترونيات والأجهزة الطبية في المنطقة، فإن لديها القدرة على التوسع. إن الحاجة المتزايدة إلى الإلكترونيات القابلة للارتداء والأجهزة الطبية، وخاصة في دول مثل البرازيل والمكسيك، هي أحد العوامل الرئيسية التي تدفع نمو سوق المكثفات الفائقة الصغر القابلة للتمدد في أمريكا اللاتينية. تعد المكثفات الفائقة الصغر القابلة للتمدد بديلاً مرغوبًا لهذه الأجهزة لأنها حل تخزين طاقة صغير ومرن يمكن تضمينه في الجهاز نفسه.

• الافتقار إلى البنية التحتية للبحث والتطوير والموارد المالية

تعاني أمريكا اللاتينية من عدد من الصعوبات، مثل الافتقار إلى البنية الأساسية للبحث والتطوير والموارد المالية المحدودة المتاحة للابتكار. يمكن لتقرير سوق المكثفات الفائقة الدقيقة القابلة للتمدد في المنطقة أن يشهد تباطؤًا نتيجة لهذه المشكلات. بالإضافة إلى هذه العقبات، كانت هناك بعض التطورات المشجعة في قطاع المكثفات الفائقة الدقيقة القابلة للتمدد في أمريكا الجنوبية. على سبيل المثال، باستخدام مادة أقطاب كهربائية تعتمد على الجرافين، ابتكر باحثون من جامعة ساو باولو في البرازيل مكثفًا فائقًا دقيقًا قابلًا للتمدد. قد يكون هذا بمثابة تقدم مشجع لجهود المنطقة لإنتاج مكثفات فائقة دقيقة قابلة للتمدد أكثر فعالية وطويلة الأمد.

أوروبا

• ارتفاع الطلب على الأجهزة الإلكترونية القابلة للارتداء والأجهزة الطبية في أوروبا

إن الطلب المتزايد على الأجهزة الإلكترونية القابلة للارتداء والأجهزة الطبية في أوروبا هو أحد العوامل الرئيسية التي تدفع سوق المكثفات الفائقة الميكرو القابلة للتمدد. تعد المكثفات الفائقة الميكرو القابلة للتمدد بديلاً مرغوبًا لهذه الأجهزة لأنها حل تخزين طاقة مدمج ومرن يمكن تضمينه في الجهاز نفسه. في أوروبا، يمكن أيضًا استخدام المكثفات الفائقة الميكرو القابلة للتمدد في صناعات السيارات وتخزين الطاقة والفضاء الجوي.

ومن المتوقع أن تشهد أوروبا في السنوات المقبلة واحدة من أسرع الأسواق نمواً في مجال المكثفات الفائقة الصغر القابلة للتمدد. وهناك العديد من مرافق التصنيع والبحث المهمة في المنطقة والتي تحاول ابتكار سلع جديدة ودخول أسواق جديدة. وقد يتوسع قطاع المكثفات الفائقة الصغر القابلة للتمدد في أوروبا بسرعة أكبر بفضل الأموال التي يمنحها الاتحاد الأوروبي لعدد من المبادرات البحثية في مجال تخزين الطاقة والإلكترونيات القابلة للتمدد.

اللاعبون الرئيسيون

1. جينتشو كايمي للطاقة المحدودة
2. شركة فيناتيك المحدودة
3. تقنيات الهيكل العظمي
4. تي دي كيه للإلكترونيات
5. مجموعة جاكوبي كاربونز
6. شركة روم المحدودة
7. يونيست

التطورات الأخيرة

في عام 2020 - مكثفات فائقة الصغر قابلة للتمدد يمكنها حصاد الطاقة من تنفس الإنسان وحركته المكثفات الفائقة الصغر هي أجهزة تخزين طاقة يمكنها استكمال أو استبدال بطاريات الليثيوم أيون في الأجهزة القابلة للارتداء. تتميز المكثفات الفائقة الصغر بمساحة صغيرة وكثافة طاقة عالية والقدرة على الشحن والتفريغ بسرعة. ومع ذلك، وفقًا لتشنغ، عند تصنيعها للأجهزة القابلة للارتداء، فإن المكثفات الفائقة الصغر التقليدية لها هندسة مكدسة "تشبه الساندويتش" تُظهر مرونة ضعيفة ومسافات انتشار أيون طويلة وعملية تكامل معقدة عند دمجها مع الإلكترونيات القابلة للارتداء.