詳解可穿戴領(lǐng)域升級(jí)了的充電方式
發(fā)布時(shí)間:2014-09-03 責(zé)任編輯:sherryyu
【導(dǎo)讀】對(duì)可穿戴設(shè)備來說,最大的問題之一就是如何在不把設(shè)備做得太大的同時(shí)保證足夠長(zhǎng)的續(xù)航時(shí)間。最理想的情況是用戶完全不需要為設(shè)備充電。本文就講解升級(jí)后的可穿戴領(lǐng)域充電方式,到底是怎么樣日新月異的呢?
時(shí)代在發(fā)展,科技在進(jìn)步,可穿戴設(shè)備的新的充電方式也出現(xiàn)了更加新穎的方式。究竟有哪些?我們一起來看下吧!
據(jù)華盛頓郵報(bào)消息,加利福尼亞大學(xué)的研究員,最近研究了一項(xiàng)新技術(shù),可以將汗水轉(zhuǎn)化成電能。
這個(gè)研究團(tuán)隊(duì)研發(fā)出一款新型生物電池,可像貼紙一樣附著在用戶身上,利用人體在運(yùn)動(dòng)過程中分泌的乳酸產(chǎn)生能量,生物電池中的傳感器可從乳酸分子中獲取電子從而產(chǎn)生電流。
人在運(yùn)動(dòng)時(shí),組織細(xì)胞無法獲得足夠的氧就會(huì)產(chǎn)生乳酸,運(yùn)動(dòng)員會(huì)在體能訓(xùn)練中檢測(cè)血液中的乳酸水準(zhǔn),用以評(píng)估訓(xùn)練的水準(zhǔn),醫(yī)生也常常透過檢測(cè)乳酸含量的方式,來診斷心臟病或肺病。目前檢測(cè)乳酸的方式主要是透過采集血液樣本,在運(yùn)動(dòng)過程中的不同時(shí)點(diǎn)進(jìn)行檢測(cè)。
該團(tuán)隊(duì)采用檢測(cè)技術(shù)制造了一款生物電池,在測(cè)試的過程中發(fā)現(xiàn)不常運(yùn)動(dòng)的人汗液產(chǎn)生電量多,由于身體體能儲(chǔ)備差,在短時(shí)間的運(yùn)動(dòng)后,身體開始進(jìn)入無氧運(yùn)動(dòng)狀態(tài)產(chǎn)生乳酸。該生物電池生成的電流非常微弱,理論上可獲取的最大電能為每平方米皮膚范圍可產(chǎn)生70 uW/cm²,實(shí)驗(yàn)中 2mm X 3mm的電極僅產(chǎn)生了4uW電能,尚不足以驅(qū)動(dòng)日常使用的手表,研究團(tuán)隊(duì)稱繼續(xù)經(jīng)過改進(jìn)后,電流可達(dá)到驅(qū)動(dòng)小型電子設(shè)備的水準(zhǔn)。
圖1 像貼紙一樣,汗水發(fā)電
為延長(zhǎng)可穿戴設(shè)備使用時(shí)間,次世代電池技術(shù)正逐漸嶄露頭角??纱┐髟O(shè)備因囿于輕薄體積的限制,其電池容量及續(xù)航力一直是開發(fā)商戮力突破的設(shè)計(jì)關(guān)卡,由于傳統(tǒng)的鋰高分子電池(LPB)已逐漸不敷使用,各種次世代電池技術(shù)也因應(yīng)而生,成為可穿戴設(shè)備開發(fā)商關(guān)注的焦點(diǎn)之一。
未來可穿戴設(shè)備的設(shè)計(jì)趨勢(shì)將朝向多功能整合、最低使用時(shí)間至少須超過一日、設(shè)備薄型化/輕量化/小型化,以及與各種異質(zhì)材料整合等方向演進(jìn),將為內(nèi)部的電池設(shè)計(jì)帶來嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。
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目前可穿戴設(shè)備功能雖不復(fù)雜,但其最大的設(shè)計(jì)瓶頸在于體積受限,故電池容量無法滿足長(zhǎng)時(shí)間的使用需求;此外,因可穿戴設(shè)備須貼近人體使用,是以 “配戴”為主,尚須考量到整體的外觀設(shè)計(jì)和時(shí)尚感,除可撓式的外觀為大勢(shì)所趨外,開發(fā)商亦將提高各種迥異于一般電子產(chǎn)品硬冷材質(zhì)等軟性封裝的采用比例,而因應(yīng)可穿戴設(shè)備未來的外觀設(shè)計(jì)趨勢(shì),其內(nèi)部電池設(shè)計(jì)亦須有相應(yīng)調(diào)整。
據(jù)了解,目前產(chǎn)學(xué)界研發(fā)中的次世代電池約可分成三大類,分別為高能量密度電池、固態(tài)超薄電池與可彎曲電池,包括三星(Samsung)、樂金(LG)、Panasonic、積水化學(xué)(Sekisui Chemical)等大廠皆積極投入開發(fā)。
在相同的體積厚度下,若使用次世代電池取代鋰高分子電池,將能延長(zhǎng)設(shè)備使用時(shí)間1.4~1.8倍,若是在相同的電容量下,次世代電池的厚度與重量則可減少約50%~75%,更重要的是,次世代電池亦能牽動(dòng)可穿戴設(shè)備整體外觀設(shè)計(jì);以智能手表、手環(huán)為例,雖然目前其內(nèi)部電池模組皆是設(shè)計(jì)于表頭之下,但可彎曲的“表帶電池”將是未來開發(fā)商的設(shè)計(jì)目標(biāo),如此一來便可縮小表頭使用的電池容量,并降低表頭厚度。
對(duì)可穿戴設(shè)備來說,最大的問題之一就是如何在不把設(shè)備做得太大的同時(shí)保證足夠長(zhǎng)的續(xù)航時(shí)間。最理想的情況是用戶完全不需要為設(shè)備充電。
除了充電之外,還能做些什么?
圖2 取之不盡用之不竭的太陽能
想要讓可穿戴設(shè)備徹底不用充電,能量收集只是一方面。能量存儲(chǔ)是另一個(gè)有很大提升空間的方面。另一個(gè)讓可穿戴設(shè)備提高續(xù)航甚至完全不用充電的方法是大幅減少傳感器、芯片和通信系統(tǒng)的能量消耗。智能手機(jī)的成功推動(dòng)了低能耗高性能芯片的發(fā)展??纱┐髟O(shè)備的處理器所需要計(jì)算能力和能量還更少。為應(yīng)對(duì)這一問題,包括Intel在內(nèi)的芯片大廠正通過把處理器、內(nèi)存和通信模塊整合到單一芯片中去,從而減少常見的一些能量損失。
總結(jié):以上所有,都可以看出人類正在推動(dòng)可穿戴設(shè)備進(jìn)入一個(gè)不用充電的時(shí)代,而且筆者堅(jiān)信這個(gè)時(shí)代終將來臨。當(dāng)這個(gè)時(shí)代來臨的時(shí)候,消費(fèi)者使用可穿戴設(shè)備體驗(yàn)將不同以往,這樣才可以將可穿戴設(shè)備推向更廣泛的領(lǐng)域。
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