固態(tài)鋰微型電池

蘋果公司近期宣布將在其可穿戴設(shè)備中植入可能影響數(shù)十億人的健康功能。Apple Watch現(xiàn)在可提供睡眠呼吸暫停通知功能，而AirPods Pro 2則通過臨床級(jí)非處方助聽器提供全球首個(gè)一體化聽力健康體驗(yàn)。[1]這兩款可穿戴設(shè)備的共同關(guān)鍵部件都是電池。這些設(shè)備需要具備長時(shí)間工作的能力，即使在用戶睡覺或處于嘈雜環(huán)境時(shí)，也能持續(xù)提供所需的體驗(yàn)和幫助。

本文將探討固態(tài)鋰微型電池及其對(duì)可穿戴設(shè)備市場的影響。

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可穿戴設(shè)備電池技術(shù)

固態(tài)鋰微型電池技術(shù)發(fā)展迅速，尤其是在可穿戴設(shè)備、可聽設(shè)備和小型物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的應(yīng)用方面。與使用液態(tài)或凝膠電解質(zhì)的傳統(tǒng)鋰離子電池不同，固態(tài)微型電池使用固態(tài)電解質(zhì)，從而提高了安全性和能量密度。與傳統(tǒng)的鋰離子電池相比，這些電池的壽命更長，充電時(shí)間更短，而且更耐熱，因此適用于緊湊型高性能應(yīng)用。

固態(tài)微型電池的現(xiàn)狀

固態(tài)鋰微型電池前景廣闊，但其商業(yè)應(yīng)用仍處于發(fā)展階段。一旦解決了阻礙其廣泛應(yīng)用的制造和成本難題，其小巧的外形、耐用性和能量性能將有望為下一代可穿戴設(shè)備提供支持。

盡管如此，一些大公司仍在積極開發(fā)采用固態(tài)微型電池的可穿戴設(shè)備。例如，三星公司一直在為其Galaxy可穿戴設(shè)備系列（包括Galaxy Watch和Galaxy Ring）探索固態(tài)電池技術(shù)。[2],[3]其他公司（如TDK）也在可穿戴設(shè)備固態(tài)電池解決方案方面取得了長足進(jìn)步（圖2），與現(xiàn)有技術(shù)相比，此電池壽命有可能延長100倍。

固態(tài)微型電池的主要優(yōu)勢(shì)

與傳統(tǒng)的磷酸鐵鋰（LFP）電池相比，固態(tài)微型電池具有多項(xiàng)優(yōu)勢(shì)。它們能以更小的體積儲(chǔ)存更多的能量，從而為日常佩戴或連接在房屋周圍的設(shè)備提供更緊湊、更強(qiáng)大的電池。它們還可以通過更快的充電速度減少停機(jī)時(shí)間，同時(shí)固態(tài)電解質(zhì)有助于極大限度地降低泄漏、過熱和熱失控的風(fēng)險(xiǎn)，從而提高整體安全性。此外，固態(tài)電解質(zhì)還能減少電池隨時(shí)間推移而退化的現(xiàn)象。而后，固態(tài)材料的特性可以讓電池更薄、適應(yīng)性更強(qiáng)，從而推動(dòng)了可穿戴和柔性電子產(chǎn)品的創(chuàng)新。

02

新品介紹

固態(tài)微型電池如果與合適的器件搭配，將在可穿戴設(shè)備和其他小型傳感產(chǎn)品的未來發(fā)展中發(fā)揮舉足輕重的作用。貿(mào)澤提供了來自Vishay和TDK InvenSense的新一代產(chǎn)品，這些產(chǎn)品可顯著提升現(xiàn)代緊湊型設(shè)備和新興可穿戴應(yīng)用的性能。

圖3：Vishay VEMD8082硅PIN光電二極管

（圖源：貿(mào)澤電子）

Vishay VEMD8082硅PIN光電二極管是一種高性能光電二極管，適用于健康監(jiān)測設(shè)備等可穿戴設(shè)備。它對(duì)可見光和近紅外光的敏感度使其成為心率和SpO?等精確生物測量應(yīng)用的理想選擇，而其纖薄的外形使其能夠集成到狹小的空間中。低暗電流可將無光時(shí)的噪音降至極低，而其快速響應(yīng)時(shí)間可實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)控。此外，其低功耗性能可延長電池壽命，適合連續(xù)監(jiān)測任務(wù)。

圖4：TDK InvenSense EV_ICM-45605評(píng)估板

（圖源：貿(mào)澤電子）

TDK InvenSense EV_ICM-45605評(píng)估板是用于ICM-45605的綜合開發(fā)平臺(tái)。ICM-45605是一款高性能六軸MEMS運(yùn)動(dòng)跟蹤傳感器，集成了一個(gè)三軸加速計(jì)和一個(gè)三軸陀螺儀。該平臺(tái)以Microchip Technology的SAMG55 MCU為核心，可快速評(píng)估和開發(fā)基于傳感器的應(yīng)用，包括可聽設(shè)備、可穿戴設(shè)備、虛擬現(xiàn)實(shí)（VR）和增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（AR）眼鏡等尖端應(yīng)用。

03

結(jié)語

固態(tài)微型電池仍處于早期開發(fā)階段，但它們具有性能和安全方面的優(yōu)勢(shì)，非常適合現(xiàn)代緊湊型設(shè)備，尤其是下一代可穿戴設(shè)備。

參考資料

[1]https://www.apple.com/newsroom/2024/09/apple-introduces-groundbreaking-health-features/

[2]https://www.techradar.com/health-fitness/samsung-galaxy-watch-could-get-a-massive-battery-life-boost-thanks-to-solid-state-technology

[3]https://www.prnewswire.com/news-releases/all-solid-state-battery-for-wearables-unveiled-by-semco-samsung-electro-mechanics-302265197.html[4]https://www.tdk.com/en/news_center/press/20240617_01.html