隨著現代科學技術的發展,在信息技術、新材料、新能源等領域,正涌現出一批高新技術,柔性電子就是其中一項。它突破了經典硅基電子學的局限,為電子器件設計集成、能源革命、醫療技術等領域的變革等提供創新引領,是引領未來產業發展的重要技術之一。
與傳統電子技術相比,柔性電子具備著更大的靈活性、獨特的柔軟性和延展性,結合高效低成本的制造工藝,可迎合廣泛的應用需求。目前來看,我國柔性電子產業仍處于發展的起步階段,但潛力巨大,是微電子和信息產業發展重要的一個方向。
本期《看見新力量》采訪了2022阿里巴巴諸神之戰“智能制造賽道”全球總決賽亞軍獲得者——嘉興極展科技有限公司創始人何蕾,一起了解他們研發柔性電子產品的故事。
【零下25℃的雪地,“黑科技”加熱運動鞋持續供熱5小時】
極展科技是來自于美國的高科技公司,致力于設計和制造真正柔性的電子產品。其核心產品為柔性可拉伸電池,是自主研發的世界級創新產品,目前并已實現量產。
通過將最先進的定制化傳感器芯片與無線通信技術進行特殊連接,極展科技還將繼續開發真正舒適的可穿戴醫療與健康電子產品,智能皮膚、智能服裝等系列產品。
極展科技與安踏合作開發歷時2年的冬奧會加熱鞋項目在2022北京冬奧會亮相,此款“黑科技”加熱運動鞋可以在零下25℃的雪地里持續供熱5個小時,為運動健兒在冰天雪地里持續供暖,成為北京冬奧會上中國運動健兒的指定用鞋。
2年前,極展科技就與安踏合作研發可加熱的運動鞋,當時研發出的普通加熱鞋使用環境一般在零下10度左右。但在專門為冬奧會國家隊提供發熱雪地運動鞋時,公司技術團隊努力克服技術壁壘,將電池使用溫度調整至-25℃,保證冬奧健兒在高山滑雪等項目中,鞋子也能夠發熱御寒。同時增加三檔控溫調節和多層安全保護,電池不僅柔軟安全而且防水,讓鞋子即使長時間在雪地里行走也不用擔心。
鞋中主要的電子部分包括可拆卸的柔性可拉伸電池以及速熱彈性加熱模組,二者均由極展科技獨立自主研發。此次冬奧會,極展科技除了為中國冰雪健兒的戰靴提供電子部件以外,還準備了智能加熱護膝和襪子作為冬奧會配套物品,提供給冬奧會志愿者。此項目在冬奧會上成功亮相后得到了多方媒體報道。
目前,極展科技已取得可水洗彈性布料導線技術、彈性導線技術、無感貼合式服飾用電子模組等獨家專利,實現電子部分柔性和彈性,并且抗腐蝕,耐水洗。該技術已應用于發熱襪子、內衣、手套等各種貼身的服飾配飾中,功能也從基礎的發熱,拓展到發光、顯示、微電流刺激和各種智能健康監測。
【2個月實現300萬訂單致力成為柔性電子領軍企業】
目前總部設立在浙江海寧,負責研發和生產,深圳和美國有全資的子公司,負責商務拓展和供應鏈。
主要客戶以2B2C為主,并與行業領軍企業開始合作。何蕾說,“像安踏、小米、Vision body等大企業都是我們的客戶。去年剛開始實現生產,兩個月就實現了300萬的訂單,今年預計有3000萬在手的訂單,未來我們的目標是2025年達到3到5個億,成為柔性電子的領軍企業。”
極展的導線不同于普通導線,不僅導電性能好,而且可拉伸,所以廣泛應用于彈性手機配充線和各種智能服飾。歐洲客戶Vision body是全球知名EMS健身衣品牌之一,銷往40多個國家,也是美國第一家擁有FDA認證的EMS健身衣,其第三代產品全面采用極展的可拉伸導線。第四代將采用導線和電子柔性系統再進一步把導線和布料做結合,沒有異物感,像布料一樣輕薄,這樣可拉伸的導線就可以成為“真正穿在身上的電路板”,這是未來智能服飾的核心。服裝上可加上不同芯片,從而實現更多功能。
“安踏是我們重要的客戶,目前和安踏合作的發熱鞋已亮相冬奧。發熱鞋市場將近會有40萬雙/年,這只是安踏一個項目,我們跟安踏還有其他比如發熱護膝、發熱襪子等各種智能穿戴的合作。
極展首先打的是智能穿戴領域,然后是醫療健康,3C消費,這三個是最重點去推廣的領域。除了安踏,特步、361、小天才都陸續簽訂戰略開發合同或訂單。
有人說對電子產品而言,電池是心臟,導線是血管。極展科技就為柔性電子提供心臟和彈性血管,為產品的設計提供了更多的可能性。產品不僅可用在智能穿戴、醫療健康等領域,同時也為冬奧一線人員提供了各種保護。
【結構和材料的雙重革新,讓電池實現彎曲40萬次,拉伸30萬次】
極展科技創始團隊基本上都是清華海歸校友,有全球領先技術和專利。目前核心產品是柔性可拉伸的電池,彈性導線以及以它為核心開發的柔性可拉伸電子穿戴設備等。
柔性電子市場有一個巨大痛點,就是柔性電源。任何一個可移動的電子設備都離不開電源,如果電源不能實現柔性化,那么整個產品就沒辦法實現柔性化。但極展科技就利用獨有技術解決了這個問題。
之前使用的薄膜電池只能彎曲一定程度,且電量比較受限,一般只有幾毫安、幾十毫安。但極展科技的電池不僅可拉伸、彎曲,而且容量最大可到2千到2萬毫安,在全球排名前列。
公司核心技術起源于創始團隊在美國的十多年研究,是應用力學結構和材料的雙重革新實現了電子產品柔性化。結構的革新實現了電子產品的柔性可折疊、可彎曲和可拉伸,材料的創新保證電性能的穩定性和可靠性。目前根據測試結果,極展科技的電池可彎曲40萬次,拉伸30萬次,導線可拉伸100萬次。
技術上不僅有大量的國際論文,也有40多項專利,同時,是多項標準的制定者和參與者,生產和研發有ISO9001的產品認證,所有產品都有第三方的檢測。技術項目回國后受到了認可關注,產品獲得鋰行業的新銳品牌獎和高交會優秀產品獎。
“關鍵技術壁壘有4個。”何蕾說:“第一材料是獨家的,是具有高導電性和超彈性的核心材料,可以實現好的導電性和機械強度。第二個是結構性創新,根據不同的產品設計不同的彈性電子連接結構,實現產品可彎曲,還可拉伸。第三個壁壘是制造,制造設備屬于自主研發,設備是極展科技獨有。第四是在產品應用過程中,柔性電子技術于其它產品的結合有很多特殊的難點需要解決,也需要多年的技術積累,這些都是很高的護城河。”

聊起本次2022阿里巴巴諸神之戰,何蕾表示參與比賽的初衷是想讓更多人知道極展科技,了解公司獨特的柔性可拉伸電子技術和產品。“柔性可拉伸電子是一項領先但新興的高科技技術,希望通過大賽能讓大眾對我們的技術和柔性電子行業有更多認識。同時,我們也期望通過在大賽舉辦地——寧波,這個服裝大都市尋找機會,目前很多上下游企業對我們的柔性電子技術感興趣,或許之后可以建立合作和溝通。”
未來,極展科技憑借創新自研的前沿技術推動柔性電子產業發展,在不同應用場景大放異彩。