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光羿科技第三代电致变色技术,控光与控热的密钥

2021-11-16 15:22:41 中国质量新闻网

近年来,全球工业科技领域出现了一种新型材料——电致变色材料。业内人士指出,电致变色材料是目前有研究和应用前景的智能材料之一,其在学术界已活跃了近半个世纪,虽拥有巨大商业前景。而将电致变色材料和不同的功能层结合制成具有不同功能的电致变色器件,不仅可以用在民用建筑上,同时也可以用在飞机、汽车上起到调节光线和温度的目的,人们可以根据自身需求进行调节,带来舒适的体验。

以汽车的防眩目后视镜为例,电致变色技术的应用就是一个刚需。早在1974年,一家名为Gentex(即镜泰)的公司就以紫罗精为变色层,基于类似于“电镀池”结构实现玻璃变色并达到防眩目的,垄断了自动防眩目后视镜市场。但由于技术和制程方面的原因,还有诸如司机在夜间驾驶,后面汽车大灯照射过来,打到后视镜会致盲等问题的存在。此外,随着智能电动车屏幕的增多、增大,汽车使用场景中出现的阳光照射导致屏幕内容显示不清等痛点,也急需能够自动选择透光量的新材料出现。

然而,镜泰的材料体系和制造工艺还不能满足当前需要。特别是,当玻璃面积很大的时候,镜泰的第一代方案变色的速度会变得比较慢。比如,波音787侧窗的变色时间需要3分钟。重要的一点是,玻璃基底的制造工艺,让镜泰无法加工大面积曲面。

20世纪80年代末,一家叫Sage的公司基于氧化钨作为变色层,开发出了新一代的电致变色玻璃。Sage的氧化钨是固态的,可以直接镀在玻璃上,解决了制造大块玻璃的问题,并于2005年在一款法拉利的Superamerica上成功应用了可控光和控热的“天幕”。光羿科技研发团队发现,Sage选择的氧化钨技术路线,除了不能做曲面加工之外,仍存在需要定制生产、重资产模式等弊端,制约电致变色材料和产业的规模化发展。

鉴于此,光羿科技研发团队经过多年来对电致变色产业的深入研究,总结发现该产业规模化发展的基本原则:

1. 材料的形态需要是固态而不能是液态,液态材料是制造的瓶颈。

2. 基底不能是玻璃只能是薄膜,目前以玻璃为基底,只能一片一片生产,如果是薄膜的话,可以是卷对卷生产,涂布的生产效率将会大幅提升。

3. 一定要全面把成本做下去。

这就要求光羿科技必须自己重构电致变色的整个材料体系,包括电致变色层,电解液层和离子存储层,和整个制造工艺。通过自主研发的材料与工艺相结合,逐步攻破传统电致变色技术被诟病的稳定性差、可靠性低以及功能单一等问题,成功研发出第三代柔性固态电致变色材料,重新定义电致变色技术的可能性。

相较于前两代电致变色技术路线,光羿科技第三代电致变色技术方案是在微米级的薄膜上,涂上一层纳米级电致变色层,在另一张薄膜上涂上纳米级离子层,两种薄膜通过固态电解质层粘合在一起。纳米级电致变色材料涂覆对厚度的均匀性要求极为严苛。宽幅在2000mm的薄膜基底,通过滚筒,以每分钟将近30米的速度被送进涂布机,涂布机的喷嘴要均匀地把溶液喷涂在薄膜基底上。为了确保均匀性和一致性,不仅喷涂溶液时,厚薄要一致,涂布完成后薄膜平面上溶液的挥发也要求一致。

一致性是产品性能和可靠性的保障,是后续离子通过固态电解质进入电致变色层,又从电致变色层返回到离子层,来来回回要能达到10万次循环的保障之一。光羿科技创始团队明白,要想把这个产业做起来,必须要解决高效的制程问题,动力电池产业已经证明了卷对卷高速涂布机的意义。

2019年8月,在不断地优化材料、优化薄膜基底和改进涂布设备之后,光羿科技第一次跑通了电致变色材料以薄膜为基底通过卷对卷高速涂布生产的工艺——柔性薄膜基底及更高效产能卷对卷(R2R)生产工艺,这也成为电致变色技术得以广泛应用的加速器。相较于前两代电致变色技术路线,光羿科技第三代电致变色技术具有更高的商业价值,具有低雾度、定制化、轻量化、低电压、高曲率等显著优势。

2021年11月,搭载光羿科技电致变色天幕,并实现量产的极氪001受到行业瞩目,随后广汽埃安S PLUS的推出更是将光羿科技第三代电致变色技术带入公众视野。据了解,在2023年,至少会有5家造车新势力的主力产品会使用到光羿科技的天幕解决方案。不久的将来,相信全面攻克整车控光和控热的问题的光羿科技,将打造更为私密控光以及舒适控热的升级体验。

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(责任编辑:加贺)
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