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石墨烯電池領(lǐng)銜 穿戴式裝置電池技術(shù)盤點

2015-08-26

  穿戴式裝置的設計與技術(shù)發(fā)展,與電池的大小、形狀、容量等皆息息相關(guān),目前各類電池技術(shù)仍存在限制,連帶影響了穿戴式裝置的發(fā)展。ReadWrite匯整各類電池技術(shù),指出若電池技術(shù)一直未取得重大突破,恐威脅穿戴式裝置市場成長。

  首先是鈕扣型鋰離子電池,用途廣泛,各種裝置中皆可見其身影,CR2032電池即屬于此類。這類鈕扣型電池的容量與體積成正比,大多用完即丟,多用于小型裝置如車鑰匙遙控器、燈具開關(guān)、門鈴以及早期的穿戴式裝置等,預計未來仍可見于電池替換便利的穿戴式裝置中。

  其次為薄膜電池,與鋰離子電池技術(shù)類似,由于可充電加上規(guī)格較適合的緣故,主要用于智能型手機以及手持裝置中。不過,由于體積決定電池容量,占據(jù)的空間遠大于鈕扣電池,較適合扁平的穿戴式裝置以及安置于墻壁或家具內(nèi)的固定式遙控測量裝置。

  第三為袋型電池(pouch batteries),是置于塑膠或聚合物袋里的鋰離子電池,由于可做成各種形狀或厚度,故幾乎用適于所有小型裝置,缺點則是電池內(nèi)部可能發(fā)生氣體堆積現(xiàn)象,導致體積膨脹甚至引發(fā)爆炸,因此制造時必須讓外殼擁有足夠空間以供緩沖。

  第四為石墨烯電池,與其他類型的電池相較,石墨烯電池的能量密度與電容量幾乎是最高,已引起材料科學界的高度重視,有望成為未來電池的主流。由于目前制造成本仍相當高昂,市場滲透率低,不過目前已有許多學者及企業(yè)投入研究,在未來幾年內(nèi)可望見到突破性發(fā)展。

  最后為超級電容器,其電荷漏泄(charge leakage)遠低于其他一般電容器,而且在小體積的狀況下電容仍可大于1法拉,可迅速完成充電,適合用于耗電量低的穿戴式裝置中。不過,電容器的能量密度非常低,大約只有傳統(tǒng)電池的10%,使用上也存在限制。

  除此以外,過去幾年來,利用動能、熱能以及無線電波等進行充電的開發(fā)及測試也如火如荼的進行,然而電池技術(shù)的進步速度依舊緩慢,是穿戴式裝置成長的最大限制之一。

  隨著穿戴式裝置的增加,對電池能源效率以及容量的需求將隨之高漲,若技術(shù)無法取得重大進步,則穿戴式裝置產(chǎn)業(yè)發(fā)展恐因而受阻。


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