נייע באַטעריע טעכנאָלאָגיע אין טראָגבאַרע דעוויסעס
טראָגבאַרע דעווייסעס—ווי קלוגע זייגערס, סמאַרטבענדס, וויירלעסע אויערקנעפּלעך, קלוגע רינגען, און אפילו AR ברילן—זענען געוואָרן אַ טייל פֿון דעם מאָדערנעם לייפסטייל. מיר טראָגן זיי דעם גאַנצן טאָג צו מאָניטאָרירן אונדזער געזונט, באַקומען נאָטיפיקאַציעס, אָרגאַניזירן אונדזערע טרענירונגען, און אפילו מאַכן צאָלונגען. אָבער, הינטער אַלע די אַוואַנסירטע פֿעיִקייטן, איז דאָ איין פֿאַקטאָר וואָס אָפֿט שטעלט אַ גרויסע לימיטאַציע: די באַטעריע. קליינע קאַפּאַציטעטן, שטענדיק הויכע מאַכט רעקווייערמענץ, און די נאָכפֿראַגע פֿאַר דין דיזיינז האָבן געמאַכט באַטעריע כידעש אַ שליסל טעמע אין דער עוואָלוציע פֿון טראָגבאַרע דעווייסעס. אין די לעצטע יאָרן, זענען אויפֿגעקומען נייע באַטעריע טעכנאָלאָגיעס צו אַדרעסירן די טשאַלאַנדזשיז—פֿון מאַטעריאַלן און צעל אַרכיטעקטורן ביז טשאַרדזשינג מעטאָדן.
פארוואס זענען טראָגבאַרע באַטעריעס שווער צו אַנטוויקלען?
באַטעריעס פֿאַר טראָגבאַרע דעוויסעס זענען נישט די זעלבע ווי די פֿאַר מאָביל טעלעפאָנען. טראָגבאַרע דעוויסעס דאַרפן באַטעריעס וואָס זענען לייכט, קליין, זיכער, און קענען אַרבעטן קאָנסיסטענט ווען זיי ווערן געטראָגן אויף דער הויט אָדער לעבן דעם גוף. אינעווייניקסטע דעווייס פּלאַץ איז באַגרענעצט, בשעת אָפּטישע סענסאָרן (למשל, האַרץ ראַטע מאָניטאָרס), GPS, בלועטוט/Wi-Fi קאָנעקטיוויטי, OLED דיספּלייז, און אויף-דעווייס AI פּראַסעסינג אַלע קאָנסומירן ענערגיע. דערצו, טראָגבאַרע דעוויסעס ווערן אָפט געטראָגן בעת געניטונג, אויסגעשטעלט צו שווייס, טעמפּעראַטור ענדערונגען, און קליינע ימפּאַקץ. דאָס מיינט אַז באַטעריעס מוזן זיין קעגנשטעליק צו סביבה באדינגונגען, לעק-פּרוף, און האָבן גוטע טערמישע פאַרוואַלטונג.
פֿאַרבעסערונגען אין דער קומענדיקער דור פֿון ליטהיום-יאָן באַטעריעס
רובֿ טראָגבאַרע דעוויסעס הייַנט נוצן נאָך ליטיום-יאָן (Li-ion) אָדער ליטיום-פּאָלימער (Li-Po) באַטעריעס. כאָטש די טעכנאָלאָגיע קען אויסזען "אַלט," פאָרזעצט זי זיך צו אַנטוויקלען. פאַבריקאַנטן אָפּטימיזירן איצט קאַטאָדע קאַמפּאַזישאַן (למשל, פאַרגרעסערן די ניקעל אינהאַלט אין געוויסע כעמיעס) צו פאַרגרעסערן ענערגיע געדיכטקייט בשעת גלייכצייטיג מינאַמיזירן דעגראַדאַציע. דערצו, פֿאַרבעסערונגען אין עלעקטראָליטעס און אַדיטיווז העלפֿן אויך צו רעדוצירן די פאָרמירונג פון לייַערס וואָס פאַרגיכערן קאַפּאַציטעט דעגראַדאַציע.
אין טראָגבאַרע דעווייסעס, זענען ליפּאָ-פּאָ פֿאָרשריטן אויך קריטיש צוליב זייער פֿלעקסיבילאַטי. באַטעריעס קענען געמאַכט ווערן דינער און זיך צופּאַסן צו דעווייס דיזיינס, מאַקסימיזירנדיק די נוצן פֿון באַגרענעצטן פּלאַץ. דערפֿאַר קענען עטלעכע מאָדערנע סמאַרטוואַטשיז האַלטן לענגער אָן אָפּפֿערן דיןקייט.
סאָליד-סטעיט באַטעריעס: זיכערער און פּאָטענציעל מער ענערגיע-דענס
איינע פון די מערסט בארימטע חידושים איז די סאליד-סטעיט באטעריע, א באטעריע מיט א סאלידן עלעקטראליט (אנשטאט א פליסיקייט אדער געל). דער הויפט מעלה פון סאליד-סטעיט באטעריעס איז זיכערהייט: דער ריזיקע פון ליעק און די מעגלעכקייט פון טערמישן אויסרינען ווערן פארקלענערט. דאס איז ספעציעל וויכטיג פאר דעווייסעס וואס ווערן געטראגן אויפן קערפער.
חוץ דעם וואָס זיי זענען זיכער, האָבן האַרט-שטאַט דעוויסעס דאָס פּאָטענציאַל צו פאָרשלאָגן העכערע ענערגיע געדיכטקייט. דאָס מיינט אַז אין דעם זעלבן באַנד, קען די קאַפּאַציטעט זיין גרעסער, אָדער דעוויסעס קענען ווערן קלענער געמאַכט פֿאַר דער זעלבער באַטאַרייע לעבן. אָבער, האַרט-שטאַט דעוויסעס שטייען נאָך פֿאַר באַדייטנדיקע טשאַלאַנדזשיז: פּראָדוקציע קאָסטן, מאַנופאַקטורינג וואָג, און די פעסטקייט פון די צובינד צווישן די האַרט עלעקטראָליט און די עלעקטראָדעס. דאָך, פילע קאָמפּאַניעס און פאָרשונג אינסטיטוציעס פאָרזעצן צו פאַרגיכערן זייער אַנטוויקלונג, און טראָגבאַרע דעוויסעס ווערן אָפט באַטראַכט ווי אַ פּאַסיק קאַטעגאָריע צו דינען ווי אַ "בריק" צו קאַמערשאַליזאַציע רעכט צו זייער לעפיערעך קליינע קאַפּאַציטעט באדערפענישן קאַמפּערד צו עלעקטרישע וועהיקלעס.
פלעקסיבלע באַטעריעס און נישט-קאָנווענציאָנעלע באַטעריעס
די צוקונפט פון טראָגבאַרע דעוויסעס איז נישט שטענדיק וועגן זייגערס. פילע כידעשים קומען אין דער פאָרעם פון געזונט פּאַטשאַז, קלוגע קליידער, אָדער דעוויסעס וואָס פּאַסן זיך צו די קאָנטורן פון דעם גוף. פֿאַר דעם, פלעקסאַבאַל באַטעריעס זענען שליסל. די באַטעריעס זענען דיזיינד צו זיין בייגן אָדער קרומען אָן דראַסטיש פאַרלירן פאָרשטעלונג.
אויפקומענדיקע צוגאנגען שליסן איין די נוצן פון קאמפאזיט-באזירטע עלעקטראדן, פאלימער סובסטראטן, און סעגמענטירטע צעל דיזיינס (למשל, באטעריעס קאנסטרואירט ווי "בענדלעך" אדער פארבונדענע קליינע מאדולן). דאס ערלויבט באטעריעס צו ווערן פארשפרייט איבער פארשידענע טיילן פון דעם אפאראט, עלימינירנדיג די לאסט אויף איין פונקט און פארבעסערנדיג ערגאנאמיקס. די אויפגאבע איז צו אויפהאלטן דעם ציקל לעבן און זיכער מאכן זיכערהייט ווען די באטעריע ווערט אונטערגעווארפן צו איבערגעחזרטע דעפארמאציע.
מיקראָבאַטעריע און דין-פילם באַטעריע פֿאַר זייער קליינע דעוויסעס
פֿאַר זייער קליינע טראָגבאַרע דעוויסעס ווי קלוגע רינגען, הערן-אַפּאַראַטן, אָדער מיניאַטור מעדיצינישע סענסאָרן, זענען קאַנווענשאַנעלע באַטעריעס אָפט צו גרויס. דאָס איז וווּ מיקראָבאַטעריעס און דין-פילם באַטעריעס פאָרשלאָגן לייזונגען. דין-פילם באַטעריעס זענען טיפּיש געמאַכט פון זייער דין שיכטן מיט אַ ספּעשאַליזירטן פאַבריקאַציע פּראָצעס. זייערע מעלות אַרייַננעמען אַ סופּער-דין פּראָפיל, גוטע פעסטקייט, און די מעגלעכקייט צו אינטעגרירן מיט געוויסע עלעקטראָנישע קאָמפּאָנענטן.
מיקראָבאַטעריעס ווערן אויך דעוועלאָפּט צו שטיצן דעוויסעס וואָס דאַרפן קליינע אָבער קאָנסיסטענטע מאַכט. כאָטש זייער גאַנץ קאַפּאַציטעט איז נישט אַזוי גרויס ווי די באַטעריעס אין סמאַרטוואַטשיז, זייער סיסטעם עפעקטיווקייט און נידעריק מאַכט קאַנסאַמשאַן מאַכן זיי גענוג פֿאַר זיכער נוצן סצענאַריאָס.
ענערגיע האַרוועסטינג: וועראַבאַלז וואָס לאָדן זיך פון דער סביבה
חוץ פֿאַרבעסערן די באַטאַרייע לעבן, איז נאָך אַ סטראַטעגיע צו רעדוצירן די פֿאַרלאָז אויף טשאַרדזשינג דורך זאַמלען ענערגיע. די קאָנצעפּט ניצט ענערגיע פֿון דער סביבה אָדער דעם באַניצער'ס גוף, אַזאַ ווי:
1. קינעטישע ענערגיע (פּיעזאָעלעקטרישע/קינעטישע האַרוועסטינג): האַנט באַוועגונגען אָדער פֿוסטריט קענען ווערן פארוואנדלט אין עלעקטריע.
2. קערפער היץ ענערגיע (טערמאעלעקטריש): דער טעמפעראטור חילוק צווישן דער הויט און דער ארומיקער לופט קען שאפן קליינע מאסן פון ענערגיע.
3. ליכט ענערגיע (מיני זונ - צעלן): קליינע זונ - פּאַנאַלז אויף די רימען אָדער זייגער פּנים קענען העלפֿן פֿאַרלענגערן די באַטאַרייע לעבן.
איצט איז ענערגיע-אויסנוצן נישט געווענליך גענוג צו אינגאנצן פארטרעטן באטעריעס, אבער עס קען זיין זייער נוצלעך צו פארלאנגזאמען די פארניכטונג פון ענערגיע און פארלענגערן די לעבן פון באטעריעס. אין נידעריק-מאכט דעווייסעס קען דער צוגאנג אפילו ערמעגליכן "נאך-נול" באנוץ, ספעציעל ווען עס ווערט קאמבינירט מיט אינטעליגענטער מאכט-פארוואלטונג.
שנעלער און מער באַקוועם טשאַרדזשינג
נייע באַטעריע טעכנאָלאָגיע ווערט אויך געשטיצט דורך פֿאָרשריטן אין טשאַרדזשינג. טראָגבאַרע דעוויסעס נוצן בכלל מאַגנעטישע טשאַרדזשינג דאָקס אָדער וויירלעס טשאַרדזשינג. א וואַקסנדיקע גאַנג איז שנעלער טשאַרדזשינג מיט שטרענגע טעמפּעראַטור קאָנטראָלן צו פאַרהיטן קליינע באַטעריעס פון איבערהיצונג. דערצו, ווערן אָנגעהויבן השתדלות צו פֿאַרבעסערן די עפֿעקטיווקייט פון וויירלעס טשאַרדזשינג צו רעדוצירן ענערגיע וויסט.
עטלעכע צוקונפטיגע קאנצעפטן שליסן איין נאנטקייט טשאַרדזשינג אויף א טיש אדער אינעווייניק פון אן אויערקנעפל קעסטל, ווי אויך אינטעגרירן טשאַרדזשינג אין אַקסעסאָריעס ווי זייגער בענדער. טשאַרדזשינג באַקוועמליכקייט איז קריטיש ווייל וועראַבאַל ניצערס טענד צו זיין צוריקגעצויגן צו אַראָפּנעמען זייערע דעוויסעס אָפט.
די ראלע פון קינסטלעכער אינטעליגענץ און קלוגע מאַכט פאַרוואַלטונג
באַטעריע כידעשים שטייען נישט אַליין. פילע פֿאַרבעסערונגען אין טראָגבאַרע לעבן-צייט קומען פֿון קלוגערע מאַכט פאַרוואַלטונג. אַלגעריטמען קענען פאָרויסזאָגן באַניצער געוווינהייטן, סטרויערן די פאַרשטעלן רעפרעש קורס, באַשטימען ווען סענסאָרס זענען אַקטיוו, אָדער אָפּטימיזירן GPS און קאַנעקטיוויטי נוצן. מיט די טעקניקס, קענען באַטעריעס מיט דער זעלביקער קאַפּאַציטעט האַלטן באַמערקבאַר לענגער.
אין דער צוקונפט, קען קינסטלעכע אינטעגראציע גיין ווייטער, ווי למשל רעדוצירן דעם עלעקטריע קאנסומאציע בשעת דער באנוצער שלאפט, אדער צופאסן די אינטענסיטעט פון געזונטהייט סענסארן באזירט אויף סיגנאל קוואליטעט. די קאמבינאציע פון בעסערע באטעריע לעבן און מער עפעקטיווע עלעקטריע קאנסומאציע וועט פירן צו באדייטנדע פארבעסערונגען אין דער באנוצער דערפארונג.
טשאַלאַנדזשעס: זיכערקייט, ריסייקלינג און רעגולאַציע
מער טראָגבאַרע דעווייסעס מיינען מער קליינע באַטעריעס אין צירקולאַציע. דאָס שטעלט אַרויס אַרויסרופן פֿאַר ריסייקלינג און עלעקטראָנישן אָפּפאַל. נייע באַטעריע טעכנאָלאָגיעס דאַרפֿן צו באַטראַכטן מער ענווייראָנמענטאַלי פרייַנדלעך מאַטעריאַלן, עפֿעקטיווע פּראָדוקציע פּראָצעסן, און דיזיינז וואָס פֿאַרלייכטערן באַטעריע ריפּער אָדער פאַרבייַט.
זיכערהייט איז אויך א גרויסע זארג. באַטעריעס וואָס מען טראָגט אויפן קערפּער מוזן האָבן קייפל שיכטן פון שוץ: אַ שטראָם-שניידנדיקער מעקאַניזם, טעמפּעראַטור סענסאָרן, און אַ קעיסינג פּלאַן וואָס מינימיזירט דעם ריזיקאָ פון צעל דורכפאַל.
קעסימפּולאַן
נייע באַטעריע טעכנאָלאָגיעס אין טראָגבאַרע דעוויסעס באַוועגן זיך אין עטלעכע ריכטונגען אין דער זעלבער צייט: פאַרגרעסערן ענערגיע געדיכטקייט, פארשטארקן זיכערהייט, איינפירן פלעקסיבלע באַטעריעס פֿאַר נייע דיזיינז, אַנטוויקלען מיקראָבאַטעריעס פֿאַר זייער קליינע דעוויסעס, און אויסנוצן ענערגיע פֿון דער סביבה. האַרט-שטאַט באַטעריעס זענען אַ שטאַרקער קאַנדידאַט פֿאַר דער צוקונפֿט צוליב זייער זיכערהייט פּאָטענציאַל, בשעת דין-פילם און פלעקסיבלע באַטעריעס עפֿענען די מעגלעכקייט פֿון טראָגבאַרע דעוויסעס צו ווערן מער אינטעגרירט מיטן קערפּער. לעצטנס, וועט דער הצלחה פֿון באַטעריע כידעש באַשטימען צי טראָגבאַרע דעוויסעס קענען באמת זיין "שטענדיק אָן" אָן צו פֿאָדערן פֿון באַניצער צו קעסיידער טראַכטן וועגן טשאַרדזשינג. אין די קומענדיקע עטלעכע יאָרן, וועלן מיר מסתּמא זען טראָגבאַרע דעוויסעס וואָס זענען דינער, מער באַקוועם, זיכערער, און באַדייטנד לענגער-דויערנדיק - געטריבן דורך שפּרינגען אין באַטעריע טעכנאָלאָגיע און מער אינטעליגענטער מאַכט פאַרוואַלטונג.
אויב איר ווילט, קען איך אַדאַפּטירן דעם אַרטיקל צו אַ וויסנשאַפטלעכן סטיל (מיט רעפֿערענצן), אַ פּאָפּולערן סטיל פֿאַר בלאָגינג, אָדער זיך קאָנצענטרירן אויף איין טעכנאָלאָגיע ווי למשל האַרט-שטאַט אָדער ענערגיע האַרוועסטינג.
