Por que as baterias ultrafinas são a solução preferida para cartões inteligentes？

Em uma era de segurança digital e transações sem dinheiro, os cartões inteligentes se tornaram uma ferramenta essencial para autenticação, identificação e transações financeiras. Embora a maioria dos cartões inteligentes opere sem uma fonte de alimentação interna, determinados aplicativos avançados exigem uma bateria ultrafina incorporada para aprimorar a funcionalidade. Mas por que as baterias ultrafinas para smart cards são a escolha preferida?

Introdução aos cartões inteligentes

Os cartões inteligentes são cartões plásticos com microchips incorporados que armazenam e processam dados. Eles são comumente usados em serviços bancários, de saúde, telecomunicações e controle de acesso. Os cartões inteligentes podem armazenar informações pessoais, detalhes de contas, registros médicos e credenciais de segurança. Esses cartões oferecem uma maneira segura e conveniente de trocar informações eletronicamente.

Por que os cartões inteligentes precisam de baterias? 

Os cartões inteligentes sem contato padrão obtêm energia da tecnologia RFID (Radio-Frequency Identification) ou NFC (Near-Field Communication) quando estão próximos a um leitor. Entretanto, os cartões inteligentes com baterias servem para aplicações mais avançadas, como:   

1. Cartões de exibição de senha de uso único (OTP) - Usado para autenticação segura em transações bancárias e on-line.       
2. Cartões inteligentes biométricos - Sensores de impressão digital incorporados para controle de acesso seguro.     
3. Cartões inteligentes com visor E-Ink - Usado em cartões financeiros para exibir códigos CVV dinâmicos.
4. Cartões RFID ativos - Cartões que transmitem sinais continuamente para fins de rastreamento ou segurança. 

Para esses aplicativos, uma bateria de lítio ultrafina incorporada fornece a energia necessária para uma operação ininterrupta.

Vantagens das baterias ultrafinas para cartões inteligentes

1. Espessura mínima para uma integração perfeita

O principal motivo para usar baterias de lítio ultrafinas em cartões inteligentes é o seu formato compacto. Com espessuras tão baixas quanto 0,4 mm a 0,6 mmCom a tecnologia de cartão inteligente ISO 7810, essas baterias se encaixam nas dimensões padrão do cartão inteligente ISO 7810 (0,76 mm de espessura) sem comprometer a flexibilidade ou a durabilidade. 

2. Bateria de longa duração e baixo consumo de energia

As baterias de cartão inteligente são projetadas para durar vários anos, dependendo do uso. As baterias de lítio ultrafinas têm:

• Alta densidade de energia, permitindo maior tempo de uso entre as cargas.
• Uma baixa taxa de autodescarga, garantindo um longo tempo de espera. 
• Consumo eficiente de energia para suportar demandas periódicas de energia (por exemplo, escaneamento biométrico ou geração de OTP). 

3. Design flexível e personalizável

Baterias ultrafinas personalizadas podem ser fabricados em vários formatos e tamanhos para acomodar designs específicos de cartões inteligentes. Fabricantes como Landazzle especializar-se em baterias de lítio personalizadasgarantindo a perfeita integração com diferentes aplicativos de cartões inteligentes  .

4. Desempenho confiável em condições extremas

Baterias ultrafinas à base de lítio oferecem estabilidade superior à temperatura, o que os torna ideais para Cartões inteligentes usados em diferentes climas. Eles podem suportar temperaturas que variam de -20°C a 60°Cgarantindo um desempenho ininterrupto.

5. Opções recarregáveis e não recarregáveis

Baterias ultrafinas para cartões inteligentes são fornecidas dois tipos principais:

• Baterias não recarregáveis (primárias) - Normalmente usado em cartões de exibição OTP e cartões RFID ativos em que a energia é necessária por 3 a 5 anos sem recarga.
• Baterias recarregáveis (secundárias) - Usado em cartões inteligentes biométricos e cartões de exibição interativos em que o uso frequente exige uma opção de recarga. 

Aplicações que se beneficiam das baterias ultrafinas:

• Recursos de segurança dinâmica: Os cartões com códigos de segurança variáveis exibidos em telas incorporadas aumentam a proteção do usuário contra fraudes.

• Identificação interativa: IDs que exibem informações do usuário ou atualizações de status em tempo real.

• Soluções avançadas de pagamento: Cartões capazes de gerar OTPs ou fazer interface com dispositivos móveis para transações seguras.

Como as baterias de cartão inteligente são recarregadas?

1. Indução de RF (carregamento sem contato):
   

   • Mecanismo: A maioria dos cartões inteligentes sem contato (por exemplo, aqueles usados para trânsito ou acesso) coleta energia do campo de radiofrequência (RF) do leitor por meio de uma antena incorporada. Essa energia alimenta o chip durante as transações e também pode recarregar uma pequena bateria ou um supercapacitor se o cartão tiver componentes ativos (por exemplo, uma tela ou um sensor biométrico).
     

   • Processo: Quando o cartão está próximo a um leitor, o campo de RF induz uma corrente na antena, que é retificada para energia CC. Essa energia carrega a bateria de forma incremental durante cada uso.
     

2. Carregadores sem fio dedicados:
   

   • Alguns smart cards ativos (por exemplo, aqueles com telas de tinta eletrônica para senhas de uso único) podem exigir carregamento periódico por meio de um carregador sem fio dedicado. Esses dispositivos usam campos de RF mais fortes ou almofadas de carregamento indutivo para reabastecer a bateria com mais eficiência do que os leitores padrão.
     

3. Baterias não recarregáveis:

   • Muitos cartões inteligentes ativos (por exemplo, tokens OTP mais antigos) usam baterias de lítio não recarregáveis com uma vida útil de 3 a 5 anos. Esses cartões são substituídos quando a bateria se esgota.

As baterias de cartões inteligentes podem ser substituídas?

Em geral, as baterias ultrafinas dos cartões inteligentes não podem ser substituídas devido a:       

• A estrutura totalmente laminada dos cartões inteligentes. 
• A dificuldade de acessar os componentes internos sem danificar o cartão.

Desafios e inovações em baterias de cartões inteligentes

A integração de baterias em cartões inteligentes é um ato delicado de equilíbrio entre funcionalidade, durabilidade e experiência do usuário. Embora as baterias ultrafinas tenham aberto novas possibilidades, vários desafios persistem - e os inovadores estão correndo para enfrentá-los.

Desafios técnicos: 

• Densidade de energia vs. espessura:
  Quanto mais fina for a bateria, menor será sua capacidade de energia. Por exemplo, uma bateria ultrafina padrão de 0,3 mm normalmente fornece de 10 a 20 mAh, o que é suficiente para telas de baixo consumo de energia, mas inadequado para recursos que consomem muita energia, como o Bluetooth. Um estudo de 2023 em Materiais energéticos avançados observou que melhorar a densidade de energia sem aumentar a espessura continua sendo o "santo graal" da pesquisa de microbaterias.
  

• Durabilidade ambiental:
  Os cartões inteligentes enfrentam condições extremas - flexão, umidade e flutuações de temperatura. As baterias devem suportar mais de 10.000 ciclos de flexão (de acordo com os padrões ISO/IEC 7810) sem vazamento. A 2022 Instituto Fraunhofer O estudo descobriu que apenas 65% das baterias finas comerciais atingiram esse limite, destacando a necessidade de tecnologias de vedação robustas.

Obstáculos à fabricação:  

• Montagem de precisão:
  A incorporação de baterias em cartões sem comprometer o limite de espessura ISO de 0,76 mm exige precisão em nível de mícron. A soldagem a laser automatizada e a impressão rolo a rolo estão surgindo como soluções escalonáveis. 
  

• Barreiras de custo:  
  As baterias ultrafinas custam de 3 a 5 vezes mais do que as células de moeda convencionais. No entanto, as economias de escala estão reduzindo os preços - um 2024 IDTechEx prevê uma redução de custos de 40% até 2027, à medida que a adoção cresce nos setores de pagamento e saúde.
  

Complexidade da reciclagem:
Atualmente, menos de 5% das baterias de cartões inteligentes são recicladas devido ao seu tamanho pequeno e à construção com materiais mistos. A próxima iniciativa da UE  Regulamentação da bateria 2025 exige a reciclabilidade de todas as baterias integradas, levando os fabricantes a adotar designs modulares.

Conclusão

A integração de baterias de lítio ultrafinas em cartões inteligentes aprimora sua funcionalidade, permitindo exibições de OTP, autenticação biométrica e rastreamento ativo de RFID. Essas baterias fornecem energia de longa duração, formatos compactos e desempenho superior, o que as torna a solução preferida para aplicativos avançados de cartões inteligentes.

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