穿戴式裝置對(duì)輕薄外形設(shè)計(jì)的要求，促使薄膜電池技術(shù)日益受到市場(chǎng)重視。最新的薄膜電池使用碳酸酯類化合物高黏度溶劑與低黏度內(nèi)酯類化合物溶劑，達(dá)到可撓曲、高安全性及高容量密度，并能利用卷對(duì)卷(Roll-to-roll)方式大量生產(chǎn)，降低其制造成本。

　　自可攜式電子產(chǎn)品蓬勃發(fā)展以來(lái)，可撓曲薄膜電池已受高度重視，包括交通運(yùn)輸用悠游卡片、安全機(jī)制用識(shí)別器、無(wú)線通訊用傳輸器、金融交易用智慧卡、電子錢包，以及美容醫(yī)療貼布等，都須大量使用可撓曲薄膜電池。

　　此外，自2013年Google推出智慧眼鏡；索尼(Sony)、三星等推出智慧手表，便引爆穿戴式裝置的風(fēng)潮。穿戴式裝置不僅能應(yīng)用于資訊娛樂(lè)、運(yùn)動(dòng)健身、醫(yī)療照護(hù)及工業(yè)/軍事等四大領(lǐng)域，其更能配合手持式裝置運(yùn)用，使行動(dòng)應(yīng)用更加多元，進(jìn)而帶動(dòng)穿戴式裝置市場(chǎng)與相關(guān)產(chǎn)業(yè)鏈的新興商機(jī)，是產(chǎn)業(yè)中極具發(fā)展價(jià)值的領(lǐng)域。

　　迎合穿戴式裝置設(shè)計(jì)　薄膜電池技術(shù)日益精進(jìn)

　　薄膜電池基礎(chǔ)技術(shù)的開(kāi)發(fā)，來(lái)自橡樹(shù)嶺國(guó)家實(shí)驗(yàn)室(Oak Ridge National Laboratory， ORNL)。橡樹(shù)嶺國(guó)家實(shí)驗(yàn)室明確定義薄膜電池為鋰電池的一種，系透過(guò)射頻磁控濺射和熱蒸鍍的方式，做為正極、電解質(zhì)和負(fù)極層的制造，其厚度小于數(shù)微米。然而，這種技術(shù)缺點(diǎn)是制程復(fù)雜、設(shè)備價(jià)格昂貴、電池容量?jī)HAh范圍，因此，難以大量生產(chǎn)，也無(wú)法因應(yīng)穿戴裝置需求。

　　近來(lái)薄膜電池產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)廠商數(shù)量與日俱增，且各有所長(zhǎng)。技術(shù)主要以固態(tài)電池與高分子基兩大技術(shù)為主。固態(tài)薄膜電池大部分仍使用ORNL開(kāi)發(fā)技術(shù)，正極為鋰氧化物；負(fù)極為鋰金屬；鋰磷氧氮化物(LiPON)為電解質(zhì)，并利用濺鍍或沉積方式，使電極材料附著于各陶瓷、半導(dǎo)體、金屬箔或塑料基材上。全球使用這種技術(shù)的公司，包括Cymbet、Excellatron、Infinite Power Solutions、Solicore等。

　　其中，Solicore使用Polymer Electrolyte(PME)的專利，以涂布方式制造薄膜電池；而Cymbet則用原有ORNL提供的技術(shù)，以較低溫(100℃)方式制造電池，因此，薄膜沉積的基板將能有更多基材選擇，特別是能納入柔性基板。

　　另外，亦有固態(tài)電池廠商開(kāi)發(fā)專有技術(shù)，用于生產(chǎn)奈米厚度的涂層。此方法稱為氣相沉積凝固法(VDS)，其提供傳統(tǒng)真空、電漿和雷射技術(shù)，以控制薄膜結(jié)構(gòu)在原子級(jí)等級(jí)。相較現(xiàn)有方法，氣相沉積凝固法能同時(shí)達(dá)到較快蒸發(fā)和沉積速度，但最主要的缺點(diǎn)仍是制造成本相當(dāng)高，導(dǎo)致市場(chǎng)無(wú)法接受。全球薄膜電池廠商產(chǎn)品與規(guī)格比較表，如表1所示。

　　有別于傳統(tǒng)固態(tài)電池制造方法，較新穎的可撓曲薄膜電池制造技術(shù)，從設(shè)計(jì)層面來(lái)看，新可撓曲薄膜電池?fù)碛泄虘B(tài)電池超薄厚度的特性，還可提供電池耐撓曲功能，具高安全性、高容量密度等特色。拓志光機(jī)電透過(guò)專利技術(shù)，能使電池表現(xiàn)像液態(tài)電池一樣，并且沒(méi)有安全問(wèn)題，另外，核心技術(shù)是利用碳酸酯類化合物高黏度溶劑，如圖1化學(xué)式1所示。

　　圖1　化學(xué)式1為利用碳酸酯類化合物高黏度溶劑的核心技術(shù)；化學(xué)式2則表示低黏度內(nèi)酯類化合物溶劑搭配使用。

　　此外，與低黏度內(nèi)酯類化合物溶劑搭配使用的化學(xué)式，則如圖1化學(xué)式2所示。而低黏度內(nèi)酯類化合物溶劑，均取自電解液原料，于制造電極組時(shí)，皆透過(guò)自制高精度貼合設(shè)備，并以上述溶劑配方做為貼合用膠水組裝電池芯，藉此省略現(xiàn)有須以堆疊機(jī)或卷繞機(jī)堆疊、卷繞電極與隔離膜之工序，達(dá)到現(xiàn)有電極組制造工序簡(jiǎn)化，進(jìn)而降低其制造成本。另外，新型可撓曲電池制造技術(shù)并不依賴濺射和蒸鍍技術(shù)，而是利用卷對(duì)卷(Roll To Roll)方式，實(shí)現(xiàn)大量生產(chǎn)以獲得高利潤(rùn)。

　　薄膜電池提供電力來(lái)源　智慧卡/RFID應(yīng)用功能大增

　　薄膜電池應(yīng)用市場(chǎng)相當(dāng)廣泛，如交通運(yùn)輸用悠游卡片、安全機(jī)制用識(shí)別器、無(wú)線通訊用傳輸器、金融交易用智慧卡、電子錢包、電子貨架標(biāo)簽、美容醫(yī)療用貼布、健康照護(hù)系統(tǒng)、穿戴式裝置及物聯(lián)網(wǎng)所需低耗能裝置等。

　　然而，網(wǎng)際網(wǎng)路交易活絡(luò)的今日，交易安全性仍是大家關(guān)心的重點(diǎn)。經(jīng)由Powered Smart Card技術(shù)提升，可確保信用卡付款作業(yè)的安全性及可靠性。舉例來(lái)說(shuō)，透過(guò)此技術(shù)，可提供使用者身份鑒別功能，確保電子商務(wù)交易資料安全，勢(shì)必可增進(jìn)消費(fèi)者對(duì)電子商務(wù)交易環(huán)境的信心，從而助長(zhǎng)電子商務(wù)的發(fā)展。

　　無(wú)線射頻辨識(shí)系統(tǒng)(RFID)標(biāo)簽亦可透過(guò)內(nèi)置電池，提供射頻訊號(hào)、醫(yī)藥/保健、零售供應(yīng)鏈、消費(fèi)性產(chǎn)品、郵務(wù)、制造業(yè)零件、文件歸檔、軍事、貨架標(biāo)簽、車輛及汽車遙控器管理與追蹤，可有效降低人力成本提高管理效益。

　　穿戴式市場(chǎng)熱　可撓曲薄膜電池潛力佳

　　此外，可撓曲電池應(yīng)用于穿戴式裝置更是備受期待；根據(jù)工研院IEK穿戴式裝置技術(shù)與市場(chǎng)趨勢(shì)報(bào)告指出，穿戴式裝置市場(chǎng)成長(zhǎng)階段大致分為三階段：20132015年的“摸索期”，會(huì)出現(xiàn)一波大量產(chǎn)業(yè)投入，將造成的高度成長(zhǎng)；20162017年的“停滯期”，廠商將開(kāi)始思考消費(fèi)者的真正需求，并開(kāi)始建立標(biāo)準(zhǔn)化平臺(tái)架構(gòu)；2018年后的“穩(wěn)定成長(zhǎng)期”，市場(chǎng)上開(kāi)始出現(xiàn)第二代穿戴式裝置產(chǎn)品，預(yù)計(jì)2020年后，市場(chǎng)將開(kāi)始高速成長(zhǎng)。

　　由此可見(jiàn)，穿戴式裝置市場(chǎng)成長(zhǎng)潛力極佳，依據(jù)上述三個(gè)階段發(fā)展，工研院IEK評(píng)估，穿戴式裝置的出貨量，可望在2018年達(dá)到一億九千一百二十萬(wàn)臺(tái)，市場(chǎng)規(guī)模上看205億5，000萬(wàn)美元。受惠于上述各項(xiàng)應(yīng)用領(lǐng)域快速成長(zhǎng)，大廠相繼投入、智慧裝置供應(yīng)鏈完善、應(yīng)用環(huán)境成熟及智慧手機(jī)市場(chǎng)已趨飽和，以及產(chǎn)業(yè)需要新的動(dòng)能，因此在百家齊放的狀況下，可撓曲薄膜電池需求將呈現(xiàn)爆發(fā)性的成長(zhǎng)。

　　高精度自動(dòng)設(shè)備提高電池制造可靠度

　　以目前的技術(shù)發(fā)展情況來(lái)看，薄膜電池不可能達(dá)到與鈕扣型電池在價(jià)格上相互競(jìng)爭(zhēng)的優(yōu)勢(shì)，且不管在任何情況下，大部分小型電池制造商都不希望焦點(diǎn)落在價(jià)格競(jìng)爭(zhēng)，因?yàn)楝F(xiàn)階段很難在價(jià)格上具有優(yōu)勢(shì)。因此，每家公司都有自己的策略，避免落入價(jià)格競(jìng)爭(zhēng)的劣勢(shì)，轉(zhuǎn)而以電池特色突顯優(yōu)勢(shì)。

　　不過(guò)，薄膜電池會(huì)面臨到的第一種挑戰(zhàn)是須改善電池性能，因應(yīng)此局勢(shì)，廠商可以增加或優(yōu)化的方式，提升電池電量使壽命更長(zhǎng)，此為不壓縮價(jià)格，且提高產(chǎn)品價(jià)值的策略；另一策略是走高單價(jià)路線，其價(jià)格就不是主要問(wèn)題，也與鈕扣型電池不在同一平面上相互競(jìng)爭(zhēng)，但這也意味應(yīng)用市場(chǎng)將朝向醫(yī)療或軍事目的。

　　接著，第二種挑戰(zhàn)是透過(guò)高精度自動(dòng)化設(shè)備，結(jié)合管控與資料擷取(SCADA)系統(tǒng)及制造資訊系統(tǒng)(MES)，有效進(jìn)行生產(chǎn)制程數(shù)據(jù)采集、分析及監(jiān)控。除可管控電池品質(zhì)外，還能進(jìn)行智慧數(shù)據(jù)分析，即時(shí)提供生產(chǎn)作業(yè)問(wèn)題改善，朝智慧型工廠邁進(jìn)。

　　由前述所提各項(xiàng)應(yīng)用市場(chǎng)發(fā)展觀察，基于低能耗、薄型化、物聯(lián)網(wǎng)及穿戴裝置需求等因素持續(xù)發(fā)酵，預(yù)期薄膜電池市場(chǎng)將持續(xù)發(fā)燒，而在電子產(chǎn)品逐漸朝向輕薄化設(shè)計(jì)、電池高容量化趨勢(shì)發(fā)展下，預(yù)估薄膜電池不久將會(huì)有爆發(fā)性的成長(zhǎng)。