物聯網將改善現代生活的幾乎各個方麵。通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征。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wei了le收shou集ji所suo需xu的de數shu據ju，消xiao費fei者zhe必bi須xu將jiang可ke穿chuan戴dai設she備bei持chi續xu戴dai在zai身shen上shang。因yin此ci，它ta們men必bi須xu小xiao巧qiao而er舒shu適shi
，並bing能neng長chang時shi間jian連lian續xu工gong作zuo。智zhi能neng家jia居ju傳chuan感gan器qi節jie點dian和he其qi他ta物wu聯lian網wang應ying用yong也ye麵mian臨lin相xiang似si的de要yao求qiu。

 

這(zhe)產(chan)生(sheng)了(le)如(ru)何(he)為(wei)這(zhe)些(xie)設(she)備(bei)供(gong)電(dian)的(de)問(wen)題(ti)。理(li)想(xiang)的(de)情(qing)況(kuang)是(shi)，它(ta)們(men)可(ke)以(yi)直(zhi)接(jie)從(cong)所(suo)處(chu)的(de)環(huan)境(jing)中(zhong)獲(huo)得(de)能(neng)量(liang)，這(zhe)樣(yang)它(ta)們(men)可(ke)以(yi)始(shi)終(zhong)保(bao)持(chi)有(you)電(dian)。雖(sui)然(ran)我(wo)們(men)已(yi)經(jing)在(zai)降(jiang)低(di)功(gong)耗(hao)和(he)改(gai)善(shan)能(neng)量(liang)采(cai)集(ji)上(shang)取(qu)得(de)了(le)很(hen)大(da)進(jin)步(bu)，但(dan)距(ju)離(li)實(shi)現(xian)理(li)想(xiang)還(hai)有(you)一(yi)定(ding)差(cha)距(ju)。在(zai)可(ke)預(yu)見(jian)的(de)未(wei)來(lai)，我(wo)們(men)還(hai)需(xu)要(yao)依(yi)靠(kao)電(dian)池(chi)作(zuo)為(wei)主(zhu)要(yao)電(dian)源(yuan)。特(te)別(bie)是(shi)，為(wei)了(le)最(zui)大(da)限(xian)度(du)減(jian)少(shao)由(you)數(shu)十(shi)億(yi)設(she)備(bei)造(zao)成(cheng)的(de)能(neng)源(yuan)浪(lang)費(fei)，在(zai)未(wei)來(lai)一(yi)段(duan)時(shi)間(jian)，可(ke)充(chong)電(dian)電(dian)池(chi)應(ying)該(gai)是(shi)首(shou)選(xuan)電(dian)源(yuan)。

 

 

可ke穿chuan戴dai設she備bei不bu僅jin尺chi寸cun很hen受shou限xian製zhi
，而er且qie由you於yu需xu要yao長chang期qi穿chuan戴dai
，舒shu適shi性xing也ye很hen重zhong要yao，因yin此ci它ta們men還hai必bi須xu非fei常chang輕qing

，所suo以yi電dian池chi就jiu必bi須xu盡jin可ke能neng小xiao。不bu僅jin如ru此ci
，IDC和GMI進行的反複研究表明，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(tong)時(shi)滿(man)足(zu)這(zhe)兩(liang)個(ge)要(yao)求(qiu)使(shi)得(de)電(dian)池(chi)麵(mian)臨(lin)的(de)挑(tiao)戰(zhan)更(geng)加(jia)艱(jian)巨(ju)。幸(xing)運(yun)的(de)是(shi)，鋰(li)電(dian)池(chi)的(de)許(xu)多(duo)特(te)性(xing)使(shi)它(ta)們(men)能(neng)夠(gou)克(ke)服(fu)這(zhe)一(yi)挑(tiao)戰(zhan)，從(cong)而(er)成(cheng)為(wei)可(ke)穿(chuan)戴(dai)設(she)備(bei)應(ying)用(yong)的(de)理(li)想(xiang)選(xuan)擇(ze)。

 

首先，它們提供高能量密度，允許係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
，鎳氫或鎳鎘電池隻有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係統。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
，從而使係統更加便於客戶使用。

 

當dang然ran，所suo有you技ji術shu都dou有you自zi身shen的de缺que點dian。例li如ru，鋰li離li子zi電dian池chi的de製zhi造zao比bi基ji於yu鎳nie的de充chong電dian電dian池chi更geng複fu雜za
，所suo以yi價jia格ge更geng貴gui。但dan作zuo為wei一yi種zhong大da量liang生sheng產chan的de產chan品pin，規gui模mo經jing濟ji和he持chi續xu的de技ji術shu改gai進jin正zheng在zai快kuai速su降jiang低di其qi製zhi造zao成cheng本ben。

 

zuijindetoutiaoxinwenyexianshi，lilizidianchijuyougengdadeqianzaianquanfengxian。youyushiyongyirandianjiezhi，suoyiruguochongdiandianyaguogaohuoguodidouyoukenengdaozhiqihuohuobaozha。buguo，daduoshulilizidianchidouyouneibubaohudianlu
，keyizaiyidingchengdushangfangzhiguoyahuoqianya。danlilizidianchidechongdianguochengrengranbijiyuniedechongdiandianchifuzadeduo。

 

 

小電池
，長續航時間，高能量密度 

更高工作電壓意味著更少的電芯和更小的係統 

更慢的自放電：更少的充電次數，隨時可供使用

 

 

為避免這些安全問題
，鋰離子電池需要恒流（CC）、恒壓（CV）的(de)充(chong)電(dian)過(guo)程(cheng)。在(zai)此(ci)過(guo)程(cheng)中(zhong)，電(dian)池(chi)首(shou)先(xian)以(yi)固(gu)定(ding)電(dian)流(liu)充(chong)電(dian)，直(zhi)至(zhi)達(da)到(dao)設(she)定(ding)電(dian)壓(ya)。然(ran)後(hou)
，充(chong)電(dian)電(dian)路(lu)切(qie)換(huan)到(dao)恒(heng)壓(ya)模(mo)式(shi)
，從(cong)而(er)提(ti)供(gong)必(bi)要(yao)的(de)電(dian)流(liu)
，以(yi)維(wei)持(chi)設(she)定(ding)電(dian)壓(ya)。

 

為wei了le獲huo得de最zui佳jia充chong電dian效xiao果guo，必bi須xu對dui電dian流liu和he電dian壓ya水shui平ping的de選xuan擇ze做zuo出chu精jing心xin的de權quan衡heng。以yi較jiao高gao電dian壓ya充chong電dian可ke以yi增zeng加jia電dian池chi容rong量liang，但dan電dian壓ya過guo高gao會hui造zao成cheng電dian池chi受shou壓ya或huo過guo充chong
，導dao致zhi永yong久jiu損sun害hai、不穩定性和危險。同樣
，較高充電電流可以加快充電速度，但代價是減少電池容量：充電電流降低30%可以使電池儲存的電荷量增加10%之多。

 

因此，充電電流通常設置為電池容量（電池能持續供電一小時的最大電流）的一半，電壓設置為每個電芯4.2 V。不過事實證明，使用略小的充電電流及電壓可減緩電池老化
，使其能夠以更高的蓄電量度過更多的充電循環。

 

 

由(you)於(yu)這(zhe)一(yi)複(fu)雜(za)性(xing)
，充(chong)電(dian)解(jie)決(jue)方(fang)案(an)必(bi)須(xu)能(neng)夠(gou)密(mi)切(qie)監(jian)測(ce)充(chong)電(dian)電(dian)流(liu)和(he)電(dian)壓(ya)

，並(bing)提(ti)供(gong)穩(wen)定(ding)的(de)控(kong)製(zhi)回(hui)路(lu)
，使(shi)充(chong)電(dian)電(dian)流(liu)和(he)電(dian)壓(ya)在(zai)充(chong)電(dian)循(xun)環(huan)的(de)合(he)適(shi)時(shi)點(dian)保(bao)持(chi)合(he)適(shi)的(de)值(zhi)（亦即使電流在第一階段保持恒定，電壓在第二階段保持恒定）。

 

另ling外wai還hai需xu要yao按an照zhao嚴yan格ge的de標biao準zhun對dui充chong電dian解jie決jue方fang案an進jin行xing全quan麵mian的de測ce試shi。這zhe些xie標biao準zhun包bao含han的de測ce試shi條tiao件jian比bi鎳nie基ji充chong電dian電dian池chi所suo需xu的de更geng廣guang泛fan，同tong時shi還hai包bao括kuo與yu電dian池chi本ben身shen相xiang關guan的de測ce試shi。

 

 

日本電子信息技術產業協會（JETIA）製(zhi)定(ding)了(le)關(guan)於(yu)鋰(li)離(li)子(zi)電(dian)池(chi)使(shi)用(yong)和(he)充(chong)電(dian)的(de)規(gui)範(fan)。雖(sui)然(ran)該(gai)規(gui)範(fan)隻(zhi)是(shi)指(zhi)導(dao)性(xing)規(gui)範(fan)，而(er)非(fei)認(ren)證(zheng)機(ji)構(gou)的(de)嚴(yan)格(ge)標(biao)準(zhun)，但(dan)業(ye)內(nei)普(pu)遍(bian)認(ren)為(wei)該(gai)規(gui)範(fan)有(you)助(zhu)於(yu)確(que)保(bao)鋰(li)離(li)子(zi)電(dian)池(chi)的(de)安(an)全(quan)使(shi)用(yong)。

 

如圖1所示

，JEITA規範定義了最低溫度（T1）
、最高溫度（T4）和位於二者之間的三個溫度區（低、中
、高），以確保充電安全。

 

圖1：為保證鋰離子電池充電安全
，JEITA規範規定的溫度區

 

規範規定了每個溫度區的最大安全電流。

 

高溫度區：最大電流為電池容量的50% 

標準溫度區：最大電流為電池容的70% 

低溫度區：最大電流為電池容量的60%

圖2顯示了這些安全電流和對應的安全電壓區。

 

圖2：JEITA規範規定的鋰離子電池安全充電電流和電壓

 

 

可(ke)穿(chuan)戴(dai)設(she)備(bei)市(shi)場(chang)現(xian)在(zai)增(zeng)長(chang)迅(xun)猛(meng)，並(bing)將(jiang)在(zai)未(wei)來(lai)幾(ji)年(nian)繼(ji)續(xu)保(bao)持(chi)增(zeng)長(chang)。係(xi)統(tong)功(gong)耗(hao)和(he)能(neng)量(liang)采(cai)集(ji)潛(qian)力(li)方(fang)麵(mian)都(dou)已(yi)取(qu)得(de)一(yi)定(ding)進(jin)展(zhan)。但(dan)我(wo)們(men)離(li)可(ke)穿(chuan)戴(dai)設(she)備(bei)從(cong)其(qi)所(suo)在(zai)環(huan)境(jing)中(zhong)獲(huo)取(qu)能(neng)量(liang)進(jin)行(xing)充(chong)電(dian)的(de)目(mu)標(biao)還(hai)有(you)很(hen)長(chang)的(de)距(ju)離(li)。因(yin)此(ci)
，可(ke)穿(chuan)戴(dai)設(she)備(bei)和(he)其(qi)他(ta)功(gong)能(neng)豐(feng)富(fu)的(de)物(wu)聯(lian)網(wang)應(ying)用(yong)仍(reng)然(ran)需(xu)要(yao)使(shi)用(yong)充(chong)電(dian)電(dian)池(chi)。

 

鋰離子電池體積小、重量輕

、rongliangda，kebangzhuxitongshejigongchengshimanzuchicunxianzhi
，tongshitigongshixiaofeizhemanyidechangdianchixuhangshijian。qijiaogaogongzuodianyayiweizhexuyaodedianxingengshao

，congerkeyijinyibujianxiaoxitongchicunhetigaoshejilinghuoxing。

 

但這些電池需要更複雜的充電解決方案來確保安全和高效的充電。