مهد ظهور تقنيات الواقع المعزز (AR) وتقنيات الواقع المختلط الطريق أمام النظارات الذكية للتطور من منتج متخصص إلى جهاز سائد، يتم اعتماده بشكل متزايد في مختلف الصناعات، من الرعاية الصحية إلى الخدمات الميدانية. ومع ذلك، تتمثل إحدى أهم العقبات التي يواجهها المهندسون العاملون على هذه الأجهزة في إيجاد حل موثوق ونحيف وعالي الأداء للبطارية. وهنا يأتي دور بطاريات بوليمر الليثيوم المرنة المخصصة (LiPo).
في هذه المقالة، سنستكشف في هذه المقالة كيف تُحدث بطاريات LiPo المرنة المخصصة تحولاً في سوق النظارات الذكية، والمتطلبات التقنية الرئيسية لهذه البطاريات، وعملية التصنيع، وفوائد العمل مع شركة تصنيع بطاريات LiPo موثوق بها لتلبية احتياجات التصميم الخاصة بك.
اتجاهات السوق والفرص المتاحة
يشهد السوق العالمي للنظارات الذكية ازدهارًا كبيرًا مدفوعًا بالتبني السريع لتقنية الواقع المعزز. من المتوقع أن تصل قيمة سوق بطاريات النظارات الذكية إلى $2 مليار دولار بحلول عام 2025، مع 25% معدل النمو السنوي المركب (CAGR) حتى عام 2033. ويُعزى هذا النمو إلى الاستخدام المتزايد للنظارات الذكية في قطاعات مثل الرعاية الصحية والعسكرية والتصنيع والخدمات اللوجستية، حيث يوفر الواقع المعزز تحسينات كبيرة في الإنتاجية.
مع استمرار الطلب على النظارات الذكية في الارتفاع، أصبحت الحاجة إلى البطاريات عالية الأداء أكبر من أي وقت مضى. ومن القطاعات المهمة في هذا السوق البطاريات المرنة، وهي ضرورية للأجهزة القابلة للارتداء مثل النظارات الذكية. ومن المتوقع أن تنمو بطاريات LiPo المرنة، على وجه التحديد، بمعدل 26.6% CAGR 26.6% من 2024 إلى 2030. ويرجع هذا النمو إلى الحاجة إلى مصادر طاقة فائقة النحافة والمرونة والموثوقية في الأجهزة القابلة للارتداء، حيث لا تتسع البطاريات الصلبة التقليدية.
بالنسبة لمهندسي البحث والتطوير الذين يطورون نظارات ذكية من الجيل التالي، تمثل هذه الاتجاهات تحديات وفرصًا في الوقت نفسه. إن الحاجة إلى حلول بطاريات رفيعة وفعالة أمر بالغ الأهمية، وتوفر بطاريات LiPo المرنة الحل الأمثل.
المتطلبات الفنية لبطاريات النظارات الذكية
تتطلب النظارات الذكية بطاريات يمكنها مواجهة التحديات الفريدة التي يفرضها عامل الشكل الصغير ومتطلبات تطبيقات الواقع المعزز. فيما يلي المتطلبات التقنية الرئيسية لبطاريات النظارات الذكية:
كثافة الطاقة وعامل الشكل
لتشغيل النظارات الذكية لفترة طويلة دون إضافة حجم أكبر، يجب أن توفر البطاريات كثافة الطاقة. من الناحية المثالية، يجب أن توفر البطارية ما لا يقل عن 200 وات/كجم مع الحفاظ على مظهر نحيف، وعادةً ما يكون أقل من 3 مم في السُمك. مخصص الخلايا الدقيقة-بسعات تتراوح بين 100 مللي أمبير إلى 200 مللي أمبير-غالبًا ما تُستخدم لتشغيل هذه الأجهزة.
عامل الشكل مهم بنفس القدر. على عكس البطاريات التقليدية التي تأتي بأشكال قياسية، تتطلب النظارات الذكية بطاريات مصممة خصيصاً التي يمكن أن تتلاءم بشكل مريح مع الإطارات المنحنية أو المكونات الأصغر حجماً مثل الصدغين أو الجسر. تسمح بطارية LiPo المرنة بمثل هذه التصميمات، مما يجعل من الممكن توفير الطاقة دون التضحية بالراحة.
درجة حرارة التشغيل والموثوقية
النظارات الذكية مصممة للاستخدام في بيئات متنوعة، بدءًا من الإعدادات المكتبية الداخلية إلى التطبيقات الصناعية الخارجية. على هذا النحو، يجب أن تعمل البطاريات بكفاءة عبر نطاق واسع من درجات الحرارة، وعادةً ما تكون -20 درجة مئوية إلى +60 درجة مئوية. من الضروري التأكد من قدرة البطارية على تحمل درجات الحرارة القصوى دون التأثير على أدائها أو سلامتها.
بالإضافة إلى ذلك، يجب أن تحافظ هذه البطاريات على موثوقيتها مع مرور الوقت. يجب أن تدوم بطارية النظارات الذكية على الأقل 500 دورة شحن 500 دورة شحن والاحتفاظ 80% من سعته الأصلية بعد هذه الدورات. وهذا يضمن بقاء الجهاز يعمل لسنوات دون الحاجة إلى استبدال البطارية بشكل متكرر.
السلامة ودورة الحياة
السلامة عامل حاسم آخر في تصميم بطاريات الأجهزة القابلة للارتداء. يجب أن تلتزم بطاريات النظارات الذكية بمعايير السلامة الصارمة مثل IEC 62133 و UL 2054. ميزات مثل معامل درجة الحرارة الموجب (PTC) الأجهزة, أجهزة المقاطعة الحالية (CID)والفواصل المثبطة للهب ضرورية لضمان السلامة أثناء التشغيل العادي وتحت ظروف إساءة الاستخدام.
إن بطاريات LiPo المرنة معرضة بشكل خاص للتورم بسبب تركيبها، لذلك من الضروري التأكد من أن هذه البطاريات يمكنها تحمل الضغط الميكانيكي مع الحفاظ على التشغيل الآمن.
تقنية بطارية LiPo المرنة
تُعدّ بطاريات LiPo المرنة مصدر الطاقة المثالي للنظارات الذكية نظراً لقدرتها على التناسب مع المساحات النحيفة والصغيرة الحجم وتوفير كثافة طاقة عالية. نوضح أدناه التقنيات الأساسية وراء بطاريات LiPo المرنة:
المواد والأقطاب الكهربائية
استخدام بطاريات LiPo المرنة الأنودات المركبة من السيليكون لتعزيز السعة. يشتهر السيليكون بقدرته النظرية الأعلى مقارنةً بأنودات الجرافيت التقليدية، ولكنه يواجه تحديات مثل تمدد الحجم. وللتخفيف من هذه المشكلة، يتم استخدام الأنودات المركبة التي تجمع بين السيليكون والمواد القائمة على الكربون للحفاظ على الاستقرار.
على جانب المهبط النيكل المنغنيز المنغنيز الكوبالت (NMC) مواد شائعة الاستخدام. توفر كيمياء الكاثود هذه توازناً جيداً بين كثافة الطاقة والسلامة وعمر الدورة.
تقنيات الأغشية الرقيقة
يتطلب تصنيع بطاريات LiPo المرنة تقنيات تصنيع متقدمة مثل الترسيب بالتفريغ و الطباعة من لفة إلى لفة. وتسمح هذه الطرق بإنشاء أغشية رقيقة يمكن لفها أو ثنيها دون المساس بالأداء، مما يجعلها مثالية لتطبيقات مثل النظارات الذكية التي تتطلب بطاريات يمكن أن تتوافق مع الأسطح المنحنية.
بناء خلية الحقيبة
غالبًا ما يتم تصميم بطاريات LiPo المرنة على النحو التالي خلايا الحقيبة. وعلى عكس الخلايا الصلبة التي تستخدم أغلفة معدنية، تُصنع خلايا الحقيبة من شرائح رقيقة ومرنة من الألومنيوم. وهذا يسمح لها بالانحناء والتناسب مع الأشكال غير التقليدية، وهو أمر بالغ الأهمية للأجهزة القابلة للارتداء. إن أختام الحافة لخلايا الحقيبة أمر بالغ الأهمية، وعادةً ما يتم إنشاؤها باستخدام اللحام بالليزر لمنع تسرب الإلكتروليت أثناء الثني.
مقاييس الأداء
يمكن أن تحقق بطاريات LiPo المرنة ما يلي المعدلات ج تصل إلى 3 Cمما يعني أنه يمكن تفريغها بثلاثة أضعاف سعتها المقدرة. يعد معدل التفريغ العالي هذا ضرورياً لرشقات الطاقة القصيرة التي تتطلبها النظارات الذكية لمهام مثل شاشات العرض عالية السطوع أو تطبيقات الواقع المعزز كثيفة المعالجة. توفر هذه البطاريات عادةً 300-500 دورةمما يضمن طول العمر الافتراضي دون تدهور كبير.
عملية التصنيع حسب الطلب
ينطوي إنشاء بطارية LiPo مرنة مخصصة للنظارات الذكية على عدة خطوات حاسمة:
موجز التصميم والنماذج الأولية
الخطوة الأولى في عملية تصنيع البطاريات المخصصة هي موجز التصميم. حيث يتعاون مهندسو البحث والتطوير مع الشركات المصنعة للبطاريات لوضع مواصفات مفصلة للبطارية، بما في ذلك أبعادها وسعتها وأي متطلبات خاصة. ثم يتم تنفيذ النماذج الأولية باستخدام قوالب مطبوعة ثلاثية الأبعادمما يسمح للمصنعين باختبار ملاءمة البطارية وأدائها في ظروف العالم الحقيقي.
تصنيع القطب الكهربائي
بمجرد الانتهاء من التصميم، يتم تصنيع الأقطاب الكهربائية. تتضمن هذه العملية خلط ملاط القطب الكهربائيوطلائه على الركيزة والتحكم في السماكة لضمان كثافة الطاقة المطلوبة. تقنيات طلاء دقيقة، مثل طلاء شفرة الطبيب، تُستخدم لتحقيق التوحيد اللازم.
تجميع الخلايا وإغلاقها
يتم تجميع الأقطاب الكهربائية والفاصل في غرفة جافة مع رطوبة منخفضة (<1% رطوبة نسبية) لمنع الرطوبة من التأثير على أداء البطارية. ثم يتم بعد ذلك تصفيح الخلايا وتجفيفها بالتفريغ الهوائي وتعبئتها بالكهرباء. تتضمن الخطوة الأخيرة اللحام بالليزر تُغلق الحقيبة بإحكام لإنشاء حاجز محكم يمنع تسرب الإلكتروليت.
الاختبار والتحقق من الصحة
قبل أن يتم دمج البطارية في تصميم النظارات الذكية، تخضع لاختبارات صارمة. اختبارات العمر الافتراضي المعجل محاكاة سنوات من الاستخدام من خلال تعريض البطارية لدرجات حرارة عالية ودورات شحن وتفريغ عالية. التدوير الحراري تضمن الاختبارات قدرة البطارية على العمل بشكل موثوق في ظل التقلبات الشديدة في درجات الحرارة. بالإضافة إلى ذلك, اختبارات السلامة مثل اختبارات الشحن الزائد والدائرة الكهربائية القصيرة واختبارات اختراق المسامير لتلبية UL 2054 و IEC 62133 المعايير.
ضمان الجودة والامتثال
يتطلب ضمان جودة وسلامة بطاريات LiPo المرنة للنظارات الذكية الالتزام بمعايير صارمة. شهادات السلامة الأساسية لهذه البطاريات هي IEC 62133 و UL 2054التي تحدد متطلبات السلامة لبطاريات الليثيوم المحمولة والمنزلية.
تتضمن بروتوكولات الاختبار ما يلي اختبارات الشحن الزائد/التفريغ الزائدوالتي تضمن عدم ارتفاع درجة حرارة البطارية أو تلفها في ظروف الشحن أو التفريغ المفرط. اختبارات إساءة الاستخدام الحراري محاكاة التعرض لدرجات حرارة عالية للتأكد من أن البطارية لا تدخل في حالة هروب حراري.
بالإضافة إلى ذلك، فإن إمكانية التتبع أمر بالغ الأهمية في عملية التصنيع. يتم تعيين رمز دفعة لكل بطارية يتتبع مكوناتها، مما يضمن إمكانية تحديد أي مشاكل ومعالجتها بسرعة.
لاندازل: الشركة المصنعة لبطارية النظارات الذكية
في لان دازلنحن متخصصون في تصميم وتصنيع بطاريات النظارات الذكية عالية الجودة. تم تصميم بطارياتنا ذات البطاريات شبه المنحرفة لتلبية الاحتياجات المحددة للأجهزة المدمجة مثل النظارات الذكية وغيرها من الأجهزة الإلكترونية المحمولة. نحن نضمن أن توفر بطارياتنا طاقة موثوقة وأداءً يدوم طويلاً وأمانًا في أصغر عوامل الشكل.
مع سنوات من الخبرة في تصنيع البطاريات, لان دازل حلول بطاريات مخصصة لمجموعة واسعة من التطبيقات. سواء كنت تقوم بتطوير بطاقة ذكية جديدة أو ترقية التكنولوجيا الحالية، فإننا نقدم حلول البطاريات المثالية لمنتجاتك.
يمكنك الحصول على الخدمات التالية من Lan Dazzle:
● دعم مرن للحلول المخصصة حسب الطلب
● أداء موثوق ومستقر
● تتوفر عينات وإنتاج كميات كبيرة
● تتوافر خدمات تصنيع المعدات الأصلية وتصنيع المعدات الأصلية
قسم الأسئلة الشائعة
1. ما السعة التي تتطلبها بطاريات النظارات الذكية عادةً؟
تتطلب النظارات الذكية عادةً بطاريات بسعات تتراوح بين 100 مللي أمبير إلى 200 مللي أمبيرحسب وقت التشغيل المطلوب وعامل الشكل المطلوب.
2. كيف تعمل بطاريات LiPo المرنة على تحسين راحة مرتديها؟
يمكن لبطاريات LiPo المرنة أن تتوافق مع الشكل النحيف والمنحني للنظارات الذكية، مما يجعلها أكثر راحة للارتداء على المدى الطويل دون المساومة على الطاقة.
3. ما هي شهادات السلامة التي يجب أن أبحث عنها؟
ابحث عن البطاريات التي تتوافق مع IEC 62133 و UL 2054 لمعايير السلامة، مما يضمن أداءً موثوقاً وأماناً في التطبيقات القابلة للارتداء.
4. هل يمكن أن تدعم حزم LiPo المخصصة الشحن اللاسلكي (Qi)؟
نعم، يمكن تصميم حزم LiPo المخصصة لدعم الشحن اللاسلكي من خلال دمج الملفات ودوائر الشحن المناسبة.
5. كم عدد الدورات التي يمكن أن أتوقعها من خلية الحقيبة المرنة؟
توفر خلايا الحقيبة المرنة عادةً ما بين 500 إلى 1000 دورة مع الاحتفاظ 80% من سعتها الأصلية.
6. ما هي العوامل التي تؤثر على تكلفة البطاريات الصغيرة المصممة حسب الطلب؟
تتأثر تكلفة البطاريات الصغيرة المخصصة بعوامل مثل سعة الخلية, متطلبات دورة الحياة, تعقيد التصميمو احتياجات التصديق.
الخاتمة
تعد بطاريات LiPo المرنة المخصصة ضرورية لتشغيل الجيل القادم من النظارات الذكية. من خلال توفير كثافة طاقة عالية، وعوامل الشكل النحيف، والأداء الممتاز في مختلف الظروف، تضمن هذه البطاريات أن النظارات الذكية يمكنها تقديم أفضل تجربة للمستخدم دون المساومة على التصميم. يمكن أن يساعدك العمل مع شركة تصنيع موثوق بها في تحقيق رؤيتك المبتكرة للنظارات الذكية. اتصل بنا اليوم في info@landazzle.coم لمناقشة كيف يمكن أن تلبي حلول بطاريات LiPo المرنة المخصصة لدينا احتياجاتك الخاصة.
