【導(dǎo)讀】對(duì)可穿戴設(shè)備來(lái)說(shuō)，最大的問(wèn)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(lái)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(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(yùn)動(dòng)時(shí)，組織細(xì)胞無(wú)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(guò)檢測(cè)乳酸含量的方式，來(lái)診斷心臟病或肺病。目前檢測(cè)乳酸的方式主要是透過(guò)采集血液樣本，在運(yùn)動(dòng)過(guò)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(guò)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(kāi)始進(jìn)入無(wú)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(guò)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。可穿戴設(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(kāi)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(kāi)發(fā)商關(guān)注的焦點(diǎn)之一。
未來(lái)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(guò)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(lái)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(wú)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(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(yīng)可穿戴設(shè)備未來(lái)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(lè)金（LG）、Panasonic、積水化學(xué)（Sekisui Chemical）等大廠皆積極投入開(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(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(lái)開(kāi)發(fā)商的設(shè)計(jì)目標(biāo)，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(duì)可穿戴設(shè)備來(lái)說(shuō)，最大的問(wèn)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(yáng)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(wèn)題，包括Intel在內(nèi)的芯片大廠正通過(guò)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(jiàn)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(lái)臨。當(dāng)這個(gè)時(shí)代來(lái)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。
