固态锂微型电池助力可穿戴设备电源方案突破

固态锂微型电池

苹果公司近期宣布将在其可穿戴设备中植入可能影响数十亿人的健康功能。Apple Watch现在可提供睡眠呼吸暂停通知功能，而AirPods Pro 2则通过临床级非处方助听器提供全球首个一体化听力健康体验。[1]这两款可穿戴设备的共同关键部件都是电池。这些设备需要具备长时间工作的能力，即使在用户睡觉或处于嘈杂环境时，也能持续提供所需的体验和帮助。

本文将探讨固态锂微型电池及其对可穿戴设备市场的影响。

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可穿戴设备电池技术

固态锂微型电池技术发展迅速，尤其是在可穿戴设备、可听设备和小型物联网设备的应用方面。与使用液态或凝胶电解质的传统锂离子电池不同，固态微型电池使用固态电解质，从而提高了安全性和能量密度。与传统的锂离子电池相比，这些电池的寿命更长，充电时间更短，而且更耐热，因此适用于紧凑型高性能应用。

固态微型电池的现状

固态锂微型电池前景广阔，但其商业应用仍处于发展阶段。一旦解决了阻碍其广泛应用的制造和成本难题，其小巧的外形、耐用性和能量性能将有望为下一代可穿戴设备提供支持。

尽管如此，一些大公司仍在积极开发采用固态微型电池的可穿戴设备。例如，三星公司一直在为其Galaxy可穿戴设备系列（包括Galaxy Watch和Galaxy Ring）探索固态电池技术。[2],[3]其他公司（如TDK）也在可穿戴设备固态电池解决方案方面取得了长足进步（图2），与现有技术相比，此电池寿命有可能延长100倍。

固态微型电池的主要优势

与传统的磷酸铁锂（LFP）电池相比，固态微型电池具有多项优势。它们能以更小的体积储存更多的能量，从而为日常佩戴或连接在房屋周围的设备提供更紧凑、更强大的电池。它们还可以通过更快的充电速度减少停机时间，同时固态电解质有助于极大限度地降低泄漏、过热和热失控的风险，从而提高整体安全性。此外，固态电解质还能减少电池随时间推移而退化的现象。而后，固态材料的特性可以让电池更薄、适应性更强，从而推动了可穿戴和柔性电子产品的创新。

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新品介绍

固态微型电池如果与合适的器件搭配，将在可穿戴设备和其他小型传感产品的未来发展中发挥举足轻重的作用。贸泽提供了来自Vishay和TDK InvenSense的新一代产品，这些产品可显著提升现代紧凑型设备和新兴可穿戴应用的性能。

图3：Vishay VEMD8082硅PIN光电二极管

（图源：贸泽电子）

Vishay VEMD8082硅PIN光电二极管是一种高性能光电二极管，适用于健康监测设备等可穿戴设备。它对可见光和近红外光的敏感度使其成为心率和SpO₂等精确生物测量应用的理想选择，而其纤薄的外形使其能够集成到狭小的空间中。低暗电流可将无光时的噪音降至极低，而其快速响应时间可实现实时监控。此外，其低功耗性能可延长电池寿命，适合连续监测任务。

图4：TDK InvenSense EV_ICM-45605评估板

（图源：贸泽电子）

TDK InvenSense EV_ICM-45605评估板是用于ICM-45605的综合开发平台。ICM-45605是一款高性能六轴MEMS运动跟踪传感器，集成了一个三轴加速计和一个三轴陀螺仪。该平台以Microchip Technology的SAMG55 MCU为核心，可快速评估和开发基于传感器的应用，包括可听设备、可穿戴设备、虚拟现实（VR）和增强现实（AR）眼镜等尖端应用。

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结语

固态微型电池仍处于早期开发阶段，但它们具有性能和安全方面的优势，非常适合现代紧凑型设备，尤其是下一代可穿戴设备。

参考资料

[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