电池的未来:各种可穿戴电池的优劣分析

2015-10-26 12:52:03来源: 雷锋网
    
  目前,可穿戴设备集 中发展的很快,形式也变得多样化,比如手表,腕带,眼镜,袜子,衣服,等等。今年,可穿戴技术的发展速度尤为明显,因为越来越多人已经开始接受可穿戴设备。不过,相比于快速创新的可穿戴设备,可穿戴电池的发展速度似乎比较缓慢。尽管绝大多数可穿戴设备使用了超低能耗的BLE技术(蓝牙低能耗技术),但用户依然需要频繁充电来确保设备电量充足。

  对于可穿戴设备制造商而言,提供高效的可穿戴电池是急需解决的问题;而站在可穿戴设备设计师的角度,他们也非常期待能有高质量的电池,因为只有这样,才能吸引更多消费者喜欢使用他们的设备。本文将针对当下不同类型的可穿戴电池,从优势和局限性两方面进行了深入分析:

  能量收集

  能量收集是指获取外部能量的过程,并且将这些外部能量转化成为电子能量。外部能量源包括动能(运动,震动,旋转),太阳能(光能),热能,压电(利用来源于运动的多余能量),甚至还有无线电波。关于能量收集有一篇文章可以参考,请点击这里。

  优势:

  能量收集可以帮助可穿戴设备变得更加独立,至少可以不需要过度依赖外接电源

  太阳能可以与智能服装完美契合,因为这种方式可以从太阳吸收能量,并直接使用。

  热电能量收集可以为那些直接贴在皮肤上的设备提供一种解决方案,比如智能暖宝。这种能量源往往可以提供很高的能量。

  无损失能源可以在你运动时产生。

  劣势:

  压电法产生的能量相对较小。

  通过运动所产生的动能,能被有效转化的也非常少。

  锂离子电池

  相比于过去的镍铬蓄电池,锂离子电池终于“占领”了绝大部分市场,一般而言,厂商会把锂离子电池制造成硬币形状,普及度也很高,普通的街边小店就能买到;应 用范围也很广,计算器、可穿戴心率监测器都可以使用。不过,对于那些专用与可穿戴设备里的锂离子电池,通常是那种规格更小一些的纽扣电池(比如 CR1225)。还有一种比较受欢迎的锂离子电池,就是袋装电池,它会包含一堆电池,然后可以被放在一个塑料袋或是高分子聚合袋里面。袋装电池非常便于携 带,因为它几乎可以放进任何小口袋里。

  优势:

  锂离子电池非常小,而且质量也很轻。

  锂离子电池只需少量维护保养,而且成本也非常低。

  绝大多数锂离子电池用完即可丢弃,因为它们对环境的损坏很小。

  锂离子电池长久耐用。

  缺点:

  锂离子电池会的体积越小,存储的电量也就越少。

  锂离子电池属于易损品,为了安全使用需要对电路进行有效保护。

  受制于老化问题。

  在生产制造阶段经常需要变化。

  袋装锂离子电池有爆炸的风险,因为电池和包装袋之间可能会产生能够引起爆炸的气体。

  薄膜电池

  薄膜电视是一种非常薄的电池。这种可充电式电池和锂离子电池使用的技术非常相似。国外媒体曾发表过一篇阐述薄膜电池的文章,更多详情可以点击在这里。不过在此,我们更多地专注在薄膜电池的优势和劣势这两方面。

  优势:

  薄膜电池是以平面形态开发的,这样可以适用于那些较薄的可穿戴设备,比如电子皮肤设备或某些测量可穿戴设备。

  他们可以说是超级精简版的电池。

  虽然价格较低,但是却能支持高能量密度。

  可以根据不同目的,适用于任何规格的设备

  十分安全

  缺点:

  薄膜电池的体积决定了它们的电力容量。因此,如果他们想要获得和纽扣电池一样的电量,就需要延展出更大的面积。

  由于他们非常薄,因此耗电速度会比较快,所以需要频繁充电确保长时间使用,这也让薄膜电池的使用范围变得更加局限,只能在一些小型可穿戴设备上使用。

  石墨烯电池


  石墨烯电池是利用锂离子在石墨烯表面和电极之间快速大量穿梭运动的特性,开发出的一种新能源电池。石墨烯是从石墨材料中剥离出来、由碳原子组成的只有一层原 子厚度的二维晶体。可以说,这种材料非常令人兴奋,目前很多科学家都在研究开发这种技术,预计未来电池的下一波浪潮就将由石墨烯电池来引领。

  优势:

  石墨烯电池被认为是目前所有电池类型中能量密度最高的。

  石墨烯电池也有较高的电量存储能力。

  劣势:

  相比于其他类型的电池,石墨烯电池的价格更贵。

  目前仍在开发阶段。

  在未来的五年时间里,可穿戴设备数量预计会呈爆炸性增长,这意味着,体积更小,续航能力更长的电池需求将会大幅增加。我们也都能够预知,智能程度越高的设备对能耗效率的追求也会越高。根据目前市场上各种可穿戴设备的使用情况,可以说,各种电池的水平其实不差上下,各自也都有不同的优点和缺点。不过,科学家和工程师正在努力提升电池能力,并进一步减少电池对环境造成的损坏。我们真的非常期待一个搭载着高效电池的可穿戴行业蓬勃发展!

关键字:电池  可穿戴电池

编辑:北极风 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/xfdz/2015/1026/article_45158.html
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