O surgimento da realidade aumentada (AR) e das tecnologias de realidade mista abriu caminho para que os óculos inteligentes evoluíssem de um produto de nicho para um dispositivo convencional, cada vez mais adotado em vários setores, desde a saúde até os serviços de campo. No entanto, um dos maiores obstáculos enfrentados pelos engenheiros que trabalham com esses dispositivos é encontrar uma solução de bateria confiável, fina e de alto desempenho. É aí que entram em cena as baterias flexíveis personalizadas de polímero de lítio (LiPo).
Neste artigo, exploraremos como as baterias LiPo flexíveis personalizadas estão transformando o mercado de óculos inteligentes, os principais requisitos técnicos para essas baterias, o processo de fabricação e os benefícios de trabalhar com um fabricante confiável de baterias LiPo para atender às suas necessidades específicas de design.
Tendências e oportunidades de mercado
O mercado global de óculos inteligentes está crescendo, impulsionado pela rápida adoção da tecnologia de AR. Espera-se que o mercado de baterias para óculos inteligentes valha $2 bilhões até 2025, com um 25% taxa de crescimento anual composta (CAGR) até 2033. Esse crescimento é atribuído ao aumento do uso de óculos inteligentes em setores como saúde, militar, manufatura e logística, nos quais a AR oferece melhorias significativas de produtividade.
Como a demanda por óculos inteligentes continua a crescer, a necessidade de baterias de alto desempenho nunca foi tão grande. Um segmento crucial nesse mercado é o de baterias flexíveis, que são essenciais para dispositivos vestíveis, como os óculos inteligentes. Espera-se que as baterias LiPo flexíveis, especificamente, cresçam a uma taxa de 26,6% CAGR de 2024 a 2030. Esse crescimento se deve à necessidade de fontes de energia ultrafinas, flexíveis e confiáveis em dispositivos vestíveis, nos quais as baterias rígidas tradicionais simplesmente não cabem.
Para os engenheiros de P&D que desenvolvem óculos inteligentes de última geração, essas tendências apresentam desafios e oportunidades. A necessidade de soluções de baterias finas e eficientes é fundamental, e as baterias LiPo flexíveis oferecem a solução perfeita.
Requisitos técnicos para baterias de óculos inteligentes
Os óculos inteligentes exigem baterias que possam atender aos desafios exclusivos impostos por seu formato compacto e às demandas dos aplicativos de RA. Veja a seguir os principais requisitos técnicos para baterias de óculos inteligentes:
Densidade de energia e fator de forma
Para alimentar os óculos inteligentes por um período prolongado sem aumentar o volume, as baterias devem oferecer alta densidade de energia. O ideal é que a bateria forneça pelo menos 200 Wh/kg mantendo um perfil fino, normalmente abaixo de 3 mm de espessura. Personalizado microcélulas-com capacidades que variam de 100 mAh a 200 mAh-são frequentemente usados para alimentar esses dispositivos.
O fator de forma é igualmente crucial. Ao contrário das baterias tradicionais que vêm em formatos padrão, os óculos inteligentes exigem baterias com design personalizado que podem se encaixar perfeitamente em armações curvas ou em componentes menores, como as hastes ou a ponte. Uma bateria LiPo flexível permite esses designs, possibilitando o fornecimento de energia sem sacrificar o conforto.
Temperatura operacional e confiabilidade
Os óculos inteligentes são destinados ao uso em diversos ambientes, desde ambientes internos de escritórios até aplicações industriais externas. Por isso, as baterias devem operar com eficiência em uma ampla faixa de temperatura, normalmente -20°C a +60°C. É essencial garantir que a bateria possa suportar temperaturas extremas sem afetar seu desempenho ou segurança.
Além disso, essas baterias devem manter a confiabilidade ao longo do tempo. Uma bateria de óculos inteligentes deve durar pelo menos 500 ciclos de carga e reter 80% de sua capacidade original após esses ciclos. Isso garante que o dispositivo permaneça funcional por anos sem a necessidade de substituições frequentes da bateria.
Segurança e ciclo de vida
A segurança é outro fator crítico no projeto de baterias para dispositivos vestíveis. As baterias para óculos inteligentes devem obedecer a padrões de segurança rigorosos, como IEC 62133 e UL 2054. Recursos como Coeficiente positivo de temperatura (PTC) dispositivos, Dispositivos de interrupção de corrente (CID)Os separadores com retardador de chamas são essenciais para garantir a segurança durante a operação normal e em condições de abuso.
As baterias LiPo flexíveis são particularmente propensas a inchaço devido à sua construção, portanto, é fundamental garantir que essas baterias possam suportar o estresse mecânico e, ao mesmo tempo, manter uma operação segura.
Tecnologia de bateria LiPo flexível
As baterias LiPo flexíveis são a fonte de energia ideal para óculos inteligentes devido à sua capacidade de caber em espaços finos e compactos e fornecer alta densidade de energia. A seguir, explicamos as principais tecnologias por trás das baterias LiPo flexíveis:
Materiais e eletrodos
Uso de baterias LiPo flexíveis ânodos compostos de silício para aumentar a capacidade. O silício é conhecido por sua maior capacidade teórica em comparação com os ânodos de grafite tradicionais, mas enfrenta desafios como a expansão de volume. Para atenuar esse problema, os ânodos compostos que combinam silício com materiais à base de carbono são usados para manter a estabilidade.
No lado do cátodo, Níquel Manganês Cobalto (NMC) são comumente usados. Essa química do cátodo oferece um bom equilíbrio entre densidade de energia, segurança e vida útil do ciclo.
Técnicas de película fina
A construção de baterias LiPo flexíveis requer técnicas de fabricação avançadas, como deposição a vácuo e impressão rolo a rolo. Esses métodos permitem a criação de filmes finos que podem ser enrolados ou dobrados sem comprometer o desempenho, o que os torna perfeitos para aplicações como óculos inteligentes, que exigem baterias que possam se adaptar a superfícies curvas.
Construção da célula da bolsa
As baterias LiPo flexíveis geralmente são projetadas como células da bolsa. Diferentemente das células rígidas que usam invólucros metálicos, as células tipo pouch são fabricadas com laminados de alumínio finos e flexíveis. Isso permite que elas se dobrem e se ajustem a formas não convencionais, o que é fundamental para os wearables. As vedações de borda das células da bolsa são críticas e normalmente são criadas com o uso de alta precisão soldagem a laser para evitar o vazamento de eletrólitos durante a flexão.
Métricas de desempenho
As baterias LiPo flexíveis podem alcançar Taxas C de até 3 Co que significa que eles podem descarregar três vezes sua capacidade nominal. Essa alta taxa de descarga é necessária para os curtos surtos de energia que os óculos inteligentes exigem para tarefas como telas de alto brilho ou aplicativos de AR com processamento intensivo. Essas baterias normalmente oferecem 300-500 ciclosgarantindo a longevidade sem degradação significativa.
Processo de fabricação personalizado
A criação de uma bateria LiPo flexível personalizada para óculos inteligentes envolve várias etapas críticas:
Resumo do projeto e prototipagem
A primeira etapa do processo de fabricação de baterias personalizadas é o resumo do projeto. Os engenheiros de P&D colaboram com os fabricantes de baterias para criar uma especificação detalhada da bateria, incluindo suas dimensões, capacidade e quaisquer requisitos especiais. A prototipagem é então realizada usando Moldes impressos em 3Dpermitindo que os fabricantes testem o ajuste e o desempenho da bateria em condições reais.
Fabricação de eletrodos
Depois que o projeto é finalizado, os eletrodos são fabricados. Esse processo envolve a mistura de pasta de eletrodoe revesti-lo em um substrato e controlar a espessura para garantir a densidade de energia desejada. Técnicas de revestimento precisas, como Revestimento de lâmina doctor-bladesão usados para obter a uniformidade necessária.
Montagem e vedação de células
Os eletrodos e o separador são montados em um sala seca com baixa umidade (<1% RH) para evitar que a umidade afete o desempenho da bateria. As células são então laminadas, secas a vácuo e preenchidas com eletrólito. A etapa final envolve soldagem a laser A bolsa é selada para criar uma barreira hermética que evita o vazamento de eletrólitos.
Testes e validação
Antes de a bateria ser integrada em um design de óculos inteligentes, ela passa por testes rigorosos. Testes de vida acelerados simular anos de uso submetendo a bateria a altas temperaturas e ciclos de carga e descarga. Ciclagem térmica garantem que a bateria possa funcionar de forma confiável sob flutuações extremas de temperatura. Além disso, testes de segurança como sobrecarga, curto-circuito e testes de penetração de pregos, são realizados para atender a UL 2054 e IEC 62133 padrões.
Garantia de qualidade e conformidade
Para garantir a qualidade e a segurança das baterias LiPo flexíveis para óculos inteligentes, é necessário seguir padrões rigorosos. As principais certificações de segurança para essas baterias são IEC 62133 e UL 2054que especificam os requisitos de segurança para baterias de lítio portáteis e domésticas.
Os protocolos de teste incluem testes de sobrecarga/sobrecargaque garantem que a bateria não superaqueça ou se degrade sob condições de carga ou descarga excessivas. Testes de abuso térmico Simule a exposição a altas temperaturas para confirmar que a bateria não entra em descontrole térmico.
Além disso, a rastreabilidade é fundamental no processo de fabricação. Cada bateria recebe um código de lote que rastreia seus componentes, garantindo que qualquer problema possa ser rapidamente identificado e resolvido.
LanDazzle: Fabricante de baterias para óculos inteligentes
Em Lan DazzleA KPMG, Inc., é especializada em projetar e fabricar baterias de alta qualidade para óculos inteligentes. Nossas baterias trapezoidais são projetadas para atender às necessidades específicas de dispositivos compactos, como óculos inteligentes e outros eletrônicos portáteis. Garantimos que nossas baterias forneçam energia confiável, desempenho duradouro e segurança nos menores formatos.
Com anos de experiência na fabricação de baterias, Lan Dazzle oferece soluções personalizadas de baterias para uma ampla gama de aplicações. Quer esteja desenvolvendo um novo cartão inteligente ou atualizando a tecnologia existente, fornecemos as soluções de bateria perfeitas para os seus produtos.
Você pode obter os seguintes serviços da Lan Dazzle:
Suporte flexível para soluções personalizadas
Desempenho confiável e estável
Disponibilidade de amostras e produção em massa
Serviços OEM e ODM disponíveis
Seção de perguntas frequentes
1. Qual é a capacidade que as baterias dos óculos inteligentes normalmente exigem?
Os óculos inteligentes normalmente exigem baterias com capacidades que variam de 100 mAh a 200 mAhdependendo do tempo de execução e do formato desejados.
2. Como as baterias LiPo flexíveis melhoram o conforto do usuário?
As baterias LiPo flexíveis podem se adaptar ao formato fino e curvo dos óculos inteligentes, tornando-os mais confortáveis para uso prolongado sem comprometer a potência.
3. Quais certificações de segurança devo procurar?
Procure baterias que estejam em conformidade com IEC 62133 e UL 2054 para padrões de segurança, garantindo desempenho confiável e segurança em aplicativos vestíveis.
4. Os pacotes LiPo personalizados podem suportar carregamento sem fio (Qi)?
Sim, os pacotes LiPo personalizados podem ser projetados para suportar carregamento sem fio incorporando bobinas e circuitos de carga adequados.
5. Quantos ciclos posso esperar de uma célula de bolsa flexível?
As células de bolsa flexíveis normalmente oferecem entre 500 a 1000 ciclos enquanto mantém 80% de sua capacidade original.
6. Que fatores influenciam o custo de microbaterias sob medida?
O custo das microbaterias personalizadas é influenciado por fatores como capacidade da célula, requisitos de ciclo de vida, complexidade do projetoe necessidades de certificação.
Conclusão
As baterias LiPo flexíveis personalizadas são essenciais para alimentar a próxima geração de óculos inteligentes. Ao oferecer alta densidade de energia, formatos finos e excelente desempenho em diversas condições, essas baterias garantem que os óculos inteligentes possam proporcionar a melhor experiência ao usuário sem comprometer o design. Trabalhar com um fabricante confiável pode ajudá-lo a dar vida à sua visão inovadora de óculos inteligentes. Entre em contato conosco hoje mesmo em info@landazzle.com para discutir como nossas soluções personalizadas e flexíveis de baterias LiPo podem atender às suas necessidades específicas.
