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可穿戴的柔性微电池

经过Fraunhofer-gesellschaft.|2018年10月2日

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有一项新技术抓住了未来的市场 - 技术佩戴。众所周知,可穿戴设备,是包含传感器的便携式系统,以从我们的身体收集测量数据。在没有电线的情况下为这些传感器供电,要求可以适应特定材料的柔韧电池,并提供系统所需的电源。由Fraunhofer可靠性和微融合研究所开发的微电池IZM为这项新技术趋势提供了技术基础。

在医学中,使用可穿戴的可穿戴物在没有扰乱患者的情况下收集数据,因为他们达到日常业务 - 以纪录长期ECG。由于传感器是浅色,柔韧且隐藏在服装中,这是监控患者心跳的便捷方式。该技术还拥有更多日常应用 - 例如,健身乐队,例如,在跑步时测量慢跑者的脉冲。可穿戴设备部门的增长潜力巨大,预计将达到2020年的720亿欧元的市场价值。

如何为这些智能配件电源提出了重大的技术挑战。有技术考虑因素 - 耐用性和能量密度 - 也是重量,灵活性和尺寸等材料要求,这些材料必须成功结合。这是Fraunhofer Izm进来的地方:该研究所的专家已经开发了一个智能腕带的原型,即非常简单地收集数据。硅胶频段的技术片段De电阻是其三个闪闪发光的绿色电池。拥有300毫安的时间的容量,这些电池供应带电源的东西。他们可以将能源储存1.1瓦,每年损失不到其收费能力的3%。通过这些参数,到目前为止,新的原型的容量比市场上市的智能乐队更高,使其能够提供甚至具有能量的苛刻的便携式电子产品。可用容量实际上足以在没有运行时丢失的传统智能手表。通过这些统计数据,原型击败了智能手表等产品,其中电池仅内置于手表外壳中而不是在带子中。

毫米大小的锂离子电池与叉指电极。信用:Fraunhofer Izm,Volker Mai

通过细分成功

Robert Hahn, a researcher in Fraunhofer IZM’s department for RF & Smart Sensor Systems, explains why segmentation is the recipe for success: “If you make a battery extremely pliable, it will have very poor energy density – so it’s much better to adopt a segmented approach.”

该研究所代替能量密度和可靠性的成本使电池非常柔韧,而是将其专注于设计非常小巧的电池和优化的安装技术。电池在部分之间柔韧。换句话说,智能频段是灵活的,同时保留比市场上可用的其他智能腕带更多的功率。

机械柔性微电池条纹由分段电池电池制成。信用:Fraunhofer Izm

在它的可穿戴电池的开发中,Fraunhofer IZM将新方法和多年的经验与客户量身定制的发展过程结合起来:“我们与公司合作,为他们开发合适的电池,”研究生电气工程师解释说。该团队与客户密切磋商,以提高能源要求。他们仔细适应了形状,尺寸,电压,容量和电源等参数,并将其组合以形成电源概念。该团队还执行特定客户的测试。

智能膏药测量汗水

2018年,该研究所开始在新的可穿戴技术,智能石膏上工作。与瑞士传感器制造商XSensio一起,这个欧盟赞助项目旨在开发一种可以直接测量和分析患者的汗水的石膏。然后可以使用它来得出关于患者的一般健康状况的结论。在任何情况下,具有方便的实时分析工具是更好地更好地跟踪和监控愈合过程的理想方式。Fraunhofer IZM负责开发用于汗水测量传感器的设计概念和能源系统。该计划是集成了极平,轻盈和灵活的传感器。这将需要开发各种新概念。例如,一个想法将是由铝合金箔制成的封装系统。研究人员还需要确保选择廉价且易于处理的材料。毕竟,膏药是一次性产品。


提交:快速原型设计


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