人们对可穿戴设备的新一轮预期再次把电池续航问题推上风口浪尖。
今年大概有2200部可穿戴设备上市,这比去年的970万部的两倍还要多。这一市场在2013年是50亿美元,到2018年将会增长到300亿美元,截止到2018年可穿戴设备将会出货112亿部,一直这样发展下去,数据会越来越大,交易额也会越来越大。
然而,可穿戴设备的电池续航能力相对于智能手机还是较低,因为可穿戴设备体积较小目前还只能使用较小的电池。大电池意味着大设备,目前只能用小电池,不能满足消费者的需求。市面上的大部分可穿戴设备和智能手表电池的续航能力一般在两天。现在大家普遍认为这无法满足消费者需求。
因此,用户的关注点仍然在于缩小电池尺寸,提高电池续航能力,找到对应解决方案,这将快速用于数以亿计的便携电子设备。
电池峰值
电池技术的发展是滞后的,电池的发展趋势是缓慢的,预估证明电池储电能力每年仅提升8%,整体来看,相对于半导体行业及电子工业行业的创新来看这是非常小的。
锂电池的推出使得手机电池的效率达到了顶峰。石墨烯可以容纳多少电量?理论上是有限制的,而目前的电池可以完全到达同样的标准,或者可以更加精确地说石墨烯在电池中没有限制因素,但是阴极有,当前主要阴极是LiCoO2导数(索尼公司早在1991年就将LCO作为原始阴极推向市场),其容量约为140 mah / g,石墨容量约300 mah / g,Si 4000 mah /g。改进可能会针对阳极,但阴极仍将会限制电池性能。
锂电池被认为在效率和安全性方面可达到一个较好的平衡。用稀有金属或者氢燃料电池能够聚集更多能量,但是这些材质大部分都有毒、有腐蚀性、无法被允许应用在公共场所,应用于个人身上更是不可能。
更棒的电池将要来了,每个电池制造商每天都在被可穿戴设备或者手机用户骚扰。很多前途被看好的实验室正在开发氢燃料、超电容器、纳米管、石墨烯/硅和稀有金属,但是几乎没有三到五年就可以商用的。Battery-less方法应用能量收集技术看起来是一个很有潜力的领域但是效率还不能足够让一个可穿戴设备续航足够长的时间。
这可以归结为,如果你想让电池的续航时间长就要把它制造得足够大。
因此,新一代的可穿戴设备时代似乎不会是新的电池时代。相反,IC结构和电池应用的改变将会使得它效率更高。
最后,亚阈值设计方法的利用就是连续地一个数量级一个数量级地增加电池的尺寸。消费者需要续航时间更长的电池,这取决于设备本身,这意味着续航一周而不是几天,几个月而不是几周,几年而不是几个月,这是亚阈值设计的承诺。