時(shí)代在發(fā)展，科技在進(jìn)步，可穿戴設備的新的充電方式也出現了更加新穎的方式。究竟有哪些？我們一起來(lái)看下吧！

 

據華盛頓郵報消息，加利福尼亞大學(xué)的研究員，最近研究了一項新技術(shù)，可以將汗水轉化成電能。

 

這個(gè)研究團隊研發(fā)出一款新型生物電池，可像貼紙一樣附著(zhù)在用戶(hù)身上，利用人體在運動(dòng)過(guò)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。

 

人在運動(dòng)時(shí)，組織細胞無(wú)法獲得足夠的氧就會(huì )產(chǎn)生乳酸，運動(dòng)員會(huì )在體能訓練中檢測血液中的乳酸水準，用以評估訓練的水準，醫生也常常透過(guò)檢測乳酸含量的方式，來(lái)診斷心臟病或肺病。目前檢測乳酸的方式主要是透過(guò)采集血液樣本，在運動(dòng)過(guò)程中的不同時(shí)點(diǎn)進(jìn)行檢測。

 

該團隊采用檢測技術(shù)制造了一款生物電池，在測試的過(guò)程中發(fā)現不常運動(dòng)的人汗液產(chǎn)生電量多，由于身體體能儲備差，在短時(shí)間的運動(dòng)后，身體開(kāi)始進(jìn)入無(wú)氧運動(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)驗中 2mm X 3mm的電極僅產(chǎn)生了4uW電能，尚不足以驅動(dòng)日常使用的手表，研究團隊稱(chēng)繼續經(jīng)過(guò)改進(jìn)后，電流可達到驅動(dòng)小型電子設備的水準。

圖1 像貼紙一樣，汗水發(fā)電

 

為延長(cháng)可穿戴設備使用時(shí)間，次世代電池技術(shù)正逐漸嶄露頭角?？纱┐髟O備因囿于輕薄體積的限制，其電池容量及續航力一直是開(kāi)發(fā)商戮力突破的設計關(guān)卡，由于傳統的鋰高分子電池（LPB）已逐漸不敷使用，各種次世代電池技術(shù)也因應而生，成為可穿戴設備開(kāi)發(fā)商關(guān)注的焦點(diǎn)之一。

 

未來(lái)可穿戴設備的設計趨勢將朝向多功能整合、最低使用時(shí)間至少須超過(guò)一日、設備薄型化/輕量化/小型化，以及與各種異質(zhì)材料整合等方向演進(jìn)，將為內部的電池設計帶來(lái)嚴峻挑戰。

目前可穿戴設備功能雖不復雜，但其最大的設計瓶頸在于體積受限，故電池容量無(wú)法滿(mǎn)足長(cháng)時(shí)間的使用需求;此外，因可穿戴設備須貼近人體使用，是以 “配戴”為主，尚須考量到整體的外觀(guān)設計和時(shí)尚感，除可撓式的外觀(guān)為大勢所趨外，開(kāi)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，而因應可穿戴設備未來(lái)的外觀(guān)設計趨勢，其內部電池設計亦須有相應調整。

 

據了解，目前產(chǎn)學(xué)界研發(fā)中的次世代電池約可分成三大類(lèi)，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(lè )金（LG）、Panasonic、積水化學(xué)（Sekisui Chemical）等大廠(chǎng)皆積極投入開(kāi)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(cháng)設備使用時(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)可穿戴設備整體外觀(guān)設計;以智能手表、手環(huán)為例，雖然目前其內部電池模組皆是設計于表頭之下，但可彎曲的“表帶電池”將是未來(lái)開(kāi)發(fā)商的設計目標，如此一來(lái)便可縮小表頭使用的電池容量，并降低表頭厚度。

 

對可穿戴設備來(lái)說(shuō)，最大的問(wèn)題之一就是如何在不把設備做得太大的同時(shí)保證足夠長(cháng)的續航時(shí)間。最理想的情況是用戶(hù)完全不需要為設備充電。

 

圖2 取之不盡用之不竭的太陽(yáng)能

 

想要讓可穿戴設備徹底不用充電，能量收集只是一方面。能量存儲是另一個(gè)有很大提升空間的方面。另一個(gè)讓可穿戴設備提高續航甚至完全不用充電的方法是大幅減少傳感器、芯片和通信系統的能量消耗。智能手機的成功推動(dòng)了低能耗高性能芯片的發(fā)展?？纱┐髟O備的處理器所需要計算能力和能量還更少。為應對這一問(wèn)題，包括Intel在內的芯片大廠(chǎng)正通過(guò)把處理器、內存和通信模塊整合到單一芯片中去，從而減少常見(jiàn)的一些能量損失。

 

總結：以上所有，都可以看出人類(lèi)正在推動(dòng)可穿戴設備進(jìn)入一個(gè)不用充電的時(shí)代，而且筆者堅信這個(gè)時(shí)代終將來(lái)臨。當這個(gè)時(shí)代來(lái)臨的時(shí)候，消費者使用可穿戴設備體驗將不同以往，這樣才可以將可穿戴設備推向更廣泛的領(lǐng)域。