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市場調査レポート
商品コード
1569807
薄膜電池市場の2030年までの予測:充電性別、電圧別、技術別、用途別、地域別の世界分析Thin Film Battery Market Forecasts to 2030 - Global Analysis By Chargeability (Disposable and Rechargeable), Voltage (Below 1.5V, 1.5 to 3V and Above 3V), Technology, Application and By Geography |
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カスタマイズ可能
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薄膜電池市場の2030年までの予測:充電性別、電圧別、技術別、用途別、地域別の世界分析 |
出版日: 2024年10月10日
発行: Stratistics Market Research Consulting
ページ情報: 英文 200+ Pages
納期: 2~3営業日
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Stratistics MRCによると、世界の薄膜電池市場は、2024年に5億9,000万米ドルとなり、予測期間中のCAGRは21.8%で成長し、2030年までには19億3,000万米ドルに達すると予測されています。
薄膜電池は、正極、負極、電解質を超薄膜で成膜した層状構造を特徴とする小型エネルギー貯蔵装置です。これらの電池は、スパッタリングや化学蒸着などの高度な材料と製造技術を利用して、厚さわずか数マイクロメートルの膜を作ります。小型・軽量であるため、ウェアラブル、センサー、マイクロエレクトロニクスなど、さまざまなアプリケーションへの組み込みに最適です。さらに、フレキシブル基板上で製造できるため、曲面や携帯機器への革新的な応用が可能になります。
インターナショナル・データ・コーポレーション(IDC)によると、インドのウェアラブル市場は34%の成長を遂げ、2023年には1億3,420万ユニットを記録します。
ポータブル電子機器の需要増加
スマートフォン、ウェアラブル端末、IoT端末など、ポータブル電子機器に対する需要の高まりが、薄膜電池技術の進歩を大きく後押ししています。これらの電池は、軽量設計、柔軟なフォームファクター、高速充電機能など、従来の電源と比較していくつかの利点を提供します。消費者がますますモバイル化するライフスタイルのために、より効率的でコンパクトな電源ソリューションを求める中、メーカーはより高いエネルギー密度と長寿命を実現できる薄膜電池の開発に注力しています。固体電解質やナノ構造電極などの材料の革新は、安全性と環境の持続可能性を確保しながら、性能をさらに高めています。
限られたエネルギー密度
軽量で柔軟な設計で知られる薄膜電池は、エネルギー密度が限られているために大きな課題に直面しています。エネルギー密度とは、単位体積または単位重量あたりに蓄えられるエネルギー量のことで、コンパクトな電源を必要とするアプリケーションにとって極めて重要です。薄膜技術は通常、従来のバルク電池に比べてエネルギー貯蔵容量が低い材料を利用します。しかし、この限界は薄い電極と電解質層から生じるもので、柔軟性を高め、サイズを小さくする一方で、エネルギー貯蔵に利用できる活物質の全体量は制限されます。
無線センサーの採用増加
無線センサーの採用が増加しているため、薄膜電池の開発と利用が大幅に促進されています。IoT、環境モニタリング、スマートデバイスなどの用途で産業界が無線技術にますます目を向けるようになるにつれ、小型、軽量、効率的な電源の需要が高まっています。柔軟性と高いエネルギー密度で知られる薄膜電池は、こうした無線センサーを完璧に補完し、さまざまな環境にシームレスに統合できます。フレキシブル基板で製造できるため、革新的な設計が可能で、ウェアラブルからスマートパッケージングまで、さまざまな表面にセンサーを埋め込むことができます。
規制上のハードル
薄膜電池は、軽量でフレキシブルな設計が期待される一方で、その普及を妨げる重大な規制上のハードルに直面しています。これらの電池は、従来の規制の枠組みから外れた新しい材料や製造プロセスを使用することが多く、安全性、性能、環境基準の遵守が不確実です。規制機関は、こうした革新的技術を効果的に評価するために必要な特定のガイドラインを欠いている場合があり、その結果、承認プロセスが長引くことになります。地域によって規制が異なるため、メーカーにとっては市場参入が複雑になり、メーカーは要件の継ぎ接ぎを乗り切らなければなりません。これはコスト増と遅れにつながり、イノベーションを阻害し、研究開発への投資を制限します。
COVID-19の流行は薄膜電池分野に大きな影響を与え、サプライチェーンと研究開発活動の両方に影響を与えました。操業停止や制限により製造工程が混乱し、薄膜電池に不可欠な原材料の生産や出荷に遅れが生じました。多くの企業が労働力不足に直面し、操業能力の低下や技術革新の妨げとなりました。研究プロジェクトの資金が当面のヘルスケアニーズに振り向けられ、薄膜電池技術の進歩が停滞しました。
予測期間中、充電式セグメントが最大になる見込み
予測期間中、充電式分野が最大となる見込みです。軽量でフレキシブルな構造を特徴とする薄膜電池は、より高いエネルギー密度とより速い充放電サイクルを実現するための技術開発が進んでいます。リチウムポリマーや固体電解質などの材料の革新により、安全性と寿命が向上し、液漏れや劣化などの以前の制限に対処しています。これらの電池は、携帯電子機器、ウェアラブル機器、IoTや電気自動車のようなスペースと重量が重要な新技術に特に適しています。さらに、ロール・ツー・ロール加工などの高度な製造技術を統合することで、コスト効率の高い大規模生産が可能になります。
セラミック電池セグメントは予測期間中に最も高いCAGRが見込まれる
セラミック電池分野は、革新的な材料と製造技術を統合することで、予測期間中のCAGRが最も高くなると予想されます。軽量で柔軟な性質で知られる薄膜電池は、セラミック部品で強化される傾向が強まっており、熱安定性とエネルギー密度が向上しています。セラミック材料は高温に耐えることができ、優れたイオン伝導性を提供するため、より効率的な充放電サイクルにつながります。この強化により、電池寿命が延びるだけでなく、より高速な充電が可能になります。さらに、セラミックの使用は漏電のリスクを減らし、安全性を高めることができるため、これらの電池は携帯電子機器、医療機器、電気自動車など、より幅広い用途に適しています。
北米地域は、電池技術の研究開発(R&D)のための資金が増加しているため、推定期間を通じて市場で最大のシェアを占めています。この投資により、材料と製造プロセスの革新が促進され、より効率的で軽量かつ柔軟な電池の誕生につながっています。コンシューマーエレクトロニクス、電気自動車、再生可能エネルギー貯蔵などの産業がエネルギーソリューションの改善を求める中、薄膜技術の進歩はますます重要になっています。さらに、北米企業はこの資金を活用して学術機関や研究機関と協力し、技術革新の活発なエコシステムを育成しています。
欧州地域は、予測期間中に収益性の高い成長を遂げると推定されます。さまざまな国が研究とイノベーションを支援する政策を実施しており、この地域全体で薄膜電池に注力する新興企業や既存企業に資金や助成金を提供しています。これらのイニシアチブは、化石燃料への依存を減らし、EUの野心的な気候変動目標に沿った持続可能なエネルギー源を促進することを目的としています。さらに、こうした先進的な電池技術を既存のエネルギーシステムに組み込むことを促進するための規制の枠組みが確立されつつあり、公的機関と民間企業の協力が奨励されています。こうした要素が地域の成長を後押ししています。
According to Stratistics MRC, the Global Thin Film Battery Market is accounted for $0.59 billion in 2024 and is expected to reach $1.93 billion by 2030 growing at a CAGR of 21.8% during the forecast period. A thin film battery is a compact energy storage device characterized by its layered structure, typically composed of a cathode, an anode, and an electrolyte, all deposited in ultra-thin films. These batteries utilize advanced materials and fabrication techniques, such as sputtering or chemical vapor deposition, to create films that can be just a few micrometers thick. Their small size and lightweight design make them ideal for integration into various applications, including wearables, sensors, and microelectronics. Additionally, they can be manufactured on flexible substrates, allowing for innovative applications in curved or portable devices.
According to the International Data Corporation (IDC), the Indian wearable market saw a 34% growth, recording 134.2 million units in 2023.
Increasing demand for portable electronics
The rising demand for portable electronics, such as smartphones, wearables, and IoT devices, is significantly driving advancements in thin film battery technology. These batteries offer several advantages over traditional power sources, including lightweight design, flexible form factors, and faster charging capabilities. As consumers seek more efficient and compact power solutions for their increasingly mobile lifestyles, manufacturers are focusing on developing thin film batteries that can deliver higher energy densities and longer lifespans. Innovations in materials, such as solid-state electrolytes and nanostructured electrodes, are further enhancing performance while ensuring safety and environmental sustainability.
Limited energy density
Thin film batteries, known for their lightweight and flexible design, face significant challenges due to limited energy density. Energy density refers to the amount of energy stored per unit volume or weight, and is crucial for applications requiring compact power sources. Thin film technologies typically utilize materials that offer lower energy storage capacity compared to traditional bulk batteries. However, this limitation arises from the thin electrodes and electrolyte layers, which, while enhancing flexibility and reducing size, restrict the overall amount of active material available for energy storage.
Increasing adoption of wireless sensors
The rising adoption of wireless sensors is significantly enhancing the development and utilization of thin film batteries. As industries increasingly turn to wireless technology for applications in IoT, environmental monitoring, and smart devices, the demand for compact, lightweight, and efficient power sources grows. Thin film batteries, known for their flexibility and high energy density, perfectly complement these wireless sensors, offering a seamless integration in various environments. Their ability to be produced on flexible substrates allows for innovative designs, enabling sensors to be embedded in diverse surfaces, from wearables to smart packaging.
Regulatory hurdles
Thin film batteries, while promising for their lightweight and flexible design, face significant regulatory hurdles that impede their widespread adoption. These batteries often use novel materials and manufacturing processes that fall outside traditional regulatory frameworks, leading to uncertainties in compliance with safety, performance, and environmental standards. Regulatory agencies may lack the specific guidelines needed to evaluate these innovative technologies effectively, resulting in prolonged approval processes. the variability in regulations across different regions complicates market entry for manufacturers, who must navigate a patchwork of requirements. This can lead to increased costs and delays, stifling innovation and limiting investment in research and development.
The COVID-19 pandemic significantly impacted the thin film battery sector, affecting both supply chains and research and development activities. Lockdowns and restrictions led to disruptions in the manufacturing processes, causing delays in production and shipment of raw materials essential for thin film batteries. Many companies faced workforce shortages, leading to reduced operational capacity and hindering innovation efforts. Funding for research projects was redirected to immediate healthcare needs, stalling advancements in thin film battery technology.
The Rechargeable segment is expected to be the largest during the forecast period
Rechargeable segment is expected to be the largest during the forecast period. Thin film batteries, characterized by their lightweight, flexible structure, are increasingly being engineered for higher energy density and faster charge/discharge cycles. Innovations in materials, such as lithium polymer and solid-state electrolytes, enhance safety and longevity, addressing previous limitations like leakage and degradation. These batteries are particularly well-suited for portable electronics, wearable devices, and emerging technologies like IoT and electric vehicles, where space and weight are critical. Furthermore, the integration of advanced manufacturing techniques, such as roll-to-roll processing, allows for cost-effective production at scale.
The Ceramic Battery segment is expected to have the highest CAGR during the forecast period
Ceramic Battery segment is expected to have the highest CAGR during the forecast period by integrating innovative materials and manufacturing techniques. Thin Film Batteries, known for their lightweight and flexible nature, are increasingly being enhanced with ceramic components, which improve their thermal stability and energy density. Ceramic materials can withstand higher temperatures and offer superior ionic conductivity, leading to more efficient charge and discharge cycles. This enhancement not only prolongs battery life but also enables faster charging capabilities. Additionally, the use of ceramics can reduce the risk of leakage and enhance safety, making these batteries suitable for a wider range of applications, including portable electronics, medical devices, and electric vehicles.
North America region commanded the largest share of the market throughout the extrapolated period due to the increased funding for research and development (R&D) in battery technologies. This investment is driving innovation in materials and manufacturing processes, leading to the creation of more efficient, lightweight, and flexible batteries. As industries such as consumer electronics, electric vehicles, and renewable energy storage demand improved energy solutions, advancements in thin film technology are becoming increasingly crucial. Furthermore, North American companies are leveraging this funding to collaborate with academic institutions and research organizations, fostering a vibrant ecosystem of innovation.
Europe region is estimated to witness profitable growth during the projected period of time. Various countries are implementing policies that support research and innovation, offering funding and grants to startups and established companies focused on thin film batteries across the region. These initiatives aim to reduce dependence on fossil fuels and promote sustainable energy sources, aligning with the EU's ambitious climate goals. Additionally, regulatory frameworks are being established to facilitate the integration of these advanced battery technologies into existing energy systems, encouraging collaborations between public institutions and private enterprises. These elements are boosting the regional growth.
Key players in the market
Some of the key players in Thin Film Battery market include Nissan Chemical Corporation, Johnson Energy Storage, Inc, Toshiba Corporation, Kopin Corporation, Prieto Battery Inc, Amprius Technologies, STMicroelectronics, SunPower Corporation, Angstrom Engineering Inc, Enfucell Flexible Electronics LTD and Molex, LLC.
In February 2024, LionVolt, a Dutch startup, started developing 3D solid-state batteries made up of a thin film containing billions of solid pillars, creating a patented 3D architecture with a large surface area. The company also raised EUR 15 million (USD 16 million) to scale up the production of these batteries.
In January 2024, Battery start-up BTRY raised CHF 900,000 in pre-seed financing to develop safe, long-lasting thin-film solid-state batteries that can be charged and discharged in one minute. The company has developed thin-film cells, which are only a few micrometers thick, into more powerful batteries. It has also developed a process that uses high-precision vacuum coating and no toxic solvents.
In October 2023, Toppan, a global leader in communication, decor materials, security, packaging, and electronics solutions, collaborated with the National Institute of Information and Communications Technology (NICT) and developed PQC CARD. This card is the world's first smart card equipped with post-quantum cryptography.
In September 2022, Molex expanded its manufacturing operations in Hanoi to add a new 16,000-square-meter facility. This expansion supports the growing demand for its products in different applications, including smartphones, TVs, home appliances, test equipment, and medical devices.
In January 2022, NGK signed a partnership with Exeter, a Swedish industrial company, to reach additional markets and expand new sectors by offering manufacturers low-power solutions and devices with prolonged or infinite battery life. As per the partnership, both companies would work closely to strengthen manufacturing capacity and enable each to bring products to market in areas such as the Internet of Things (IoT) and electronics (such as e-shelf labels, sensors, and remote controls).