．可穿戴設備與其它小型系統為何青睞鋰電池電源？

Prologium: thin & flexible batteries for wearables [English]

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來源：物聯網智庫

物聯網將改善現代生活的幾乎各個方面。

透過收集和分析大量數據，物聯網可以幫助我們管理身體健康、減少在家居和工作場所的能源消耗、監測，和改善我們所在的環境等等。

物聯網的潛在應用十分廣泛，但它們也有一些共同的重要特徵。用於收集數據的設備需要體積小、易於使用且幾乎隨時可供使用。這些要求可能在可穿戴設備上最為明顯，全世界有數以百萬計的人，已經在使用可穿戴設備，來跟蹤活動、監測身體指標和改善健康。

為了收集所需的數據，消費者必須將可穿戴設備持續戴在身上。因此，它們必須小巧而舒適，並能長時間連續工作。智慧家庭傳感器節點，和其他物聯網應用，也面臨相似的要求。

這產生了如何為這些設備供電的問題。理想的情況是，它們可以直接從所處的環境中獲得能量，這樣它們可以始終保持有電。雖然我們已經在降低功耗，和改善能量採集上，取得了很大進步，但距離實現理想還有一定差距。

在可預見的未來，我們還需要依靠電池作為主要電源。特別是，為了最大限度減少由數十億設備，造成的能源浪費，在未來一段時間，可充電電池應該是首選電源。

可穿戴設備和其他小型系統的電池充電安全

可穿戴設備不僅尺寸很受限制，而且由於需要長期穿戴，舒適性也很重要，因此它們還必須非常輕，所以電池就必須盡可能小。不僅如此，IDC和GMI進行的反覆研究表明，電池續航時間是消費者，購買電池供電式便捷產品的第一考慮因素。因此，高電池容量對產品獲得成功非常重要。

同時滿足這兩個要求，使得電池面臨的挑戰更加艱巨。幸運的是，鋰電池的許多特性，使它們能夠克服這一挑戰，從而成為可穿戴設備應用的理想選擇。

首先，它們提供高能量密度，允許系統設計工程師選擇更小更輕的電池，而且能提供更長的工作時間。同時，鋰電池的工作電壓通常為3.7 V，相比之下，鎳氫或鎳鎘電池只有1.2 V。

這意味著鋰電池需要更少的電芯（cell），這也有助於實現更小更輕的系統。另外，它們的自放電率，也遠低於基於鎳的電池，約為每月2%，而鎳氫和鎳鎘電池高達每天5%。這樣不僅能夠減少充電次數，而且電池放置很長時間後，也能隨時再次使用，從而使系統更加便於客戶使用。

當然，所有技術都有自身的缺點。例如，鋰離子電池的製造，比基於鎳的充電電池更複雜，所以價格更貴。但作為一種大量生產的產品，規模經濟和持續的技術改進，正在快速降低其製造成本。

最近的頭條新聞也顯示，鋰離子電池具有更大的潛在安全風險。由於使用易燃電解質，所以如果充電電壓過高或過低，都有可能導致起火或爆炸。