Решения для аккумуляторов Smart Ring: Производство изогнутых литий-полимерных аккумуляторов
В то время как носимые технологии продолжают стремительно развиваться, "умные" кольца становятся следующим рубежом в инновациях на пальцах. Эти ультракомпактные носимые устройства, от биометрических трекеров здоровья до незаметных устройств для уведомлений, требуют источников питания, которые одновременно миниатюрны, надежны и соответствуют изогнутой геометрии кольца. Готовые прямоугольные элементы питания просто не подойдут для создания бесшовного и эргономичного смарт-кольца. Именно поэтому на помощь приходят изогнутые литий-полимерные (LiPo) батареи, изготовленные на заказ.
Используя передовые технологии ламинирования электродов, прецизионную высечку и гибкую конструкцию чехлов, дальновидные производители могут выпускать ультратонкие изогнутые элементы, адаптированные к форм-фактору кольца. В этой статье мы рассмотрим уникальные потребности "умных" колец в энергии, углубимся в передовые технологии производства изогнутых LiPo-элементов, расскажем о преимуществах сотрудничества со специализированным производителем изогнутых батарей и поделимся практическими рекомендациями по выбору подходящего партнера для вывода вашего носимого продукта на рынок.
Батарейки для умных колец
Требования к питанию умных колец
Умные кольца объединяют в себе целый набор электроники - оптические датчики частоты сердечных сокращений (PPG), инерционные измерительные блоки (акселерометр/гироскоп), микроконтроллеры для обработки данных, маломощные радиоприемники Bluetooth® Low Energy (BLE) для беспроводной связи, а иногда светодиоды или тактильные актуаторы для обратной связи - и все это в пределах полосы толщиной менее 3 мм. Несмотря на миниатюрные размеры, эти устройства должны работать несколько дней (в идеале - неделю или больше) без подзарядки, чтобы соответствовать ожиданиям потребителей. Для достижения этого баланса необходимы элементы с:
- Высокая объемная плотность энергии (≥ 600 Вт-ч/л), чтобы уместить больше ватт-часов на минимальной площади.
- Тонкие, конформные формы (высота стека < 3 мм), благодаря низкопрофильному дизайну, который не цепляется и не давит на палец.
- Стабильные профили напряжения (номинальное напряжение 3,7 В) при динамических разрядных нагрузках, обеспечивая стабильные показания датчиков и надежное соединение.
- Возможность быстрой зарядки Без перегрева, что позволяет быстро пополнять запасы энергии, когда кольцо находится на зарядном устройстве на ночь или между использованиями.
Проблемы кольцевой энергетики
Разработка батареи для носимого устройства кольцевого типа сопряжена с уникальными трудностями:
- Ограничения по размеру: Стандартные цилиндрические или призматические ячейки не могут быть миниатюризированы до толщины ~6 мм без чрезмерных затрат и сложной упаковки.
- Несоответствие формы: Жесткие прямоугольные ячейки создают неудобные точки давления в округлой полосе, что приводит к ухудшению износостойкости и жалобам клиентов.
- Терморегуляция: Плотная интеграция электронных компонентов и аккумуляторов в небольшом объеме может привести к образованию горячих точек, если химический состав элементов или тепловые пути не будут тщательно оптимизированы. Со временем эти горячие точки ускоряют снижение емкости и могут вызвать аварийное отключение.
Почему именно литий-полимер?
Литий-полимерная технология обладает неоспоримыми преимуществами для применения в носимых кольцах:
- Гибкость формы: Литий-полимерные элементы могут быть вырезаны лазером и заламинированы в изогнутые "С-образные" формы или целые кольца, точно соответствующие корпусу устройства.
- Легкая упаковка: Отказ от тяжелых металлических банок уменьшает общую массу устройства, повышая комфорт и позволяя создать более элегантный промышленный дизайн.
- Превосходная плотность энергии: Современные составы LiPo достигают 260 Вт-ч/кг, что позволяет обеспечить многодневное время работы при объеме менее 50 мм³.
- Низкий профиль: Полимерные пакеты обеспечивают высоту ячеек менее 2,5 мм, что очень важно для ультратонких кольцевых профилей менее 4 мм.
Производство изогнутых батарей: Опыт и возможности
Индивидуальный дизайн изогнутой геометрии
В основе производства изогнутых элементов лежит прецизионная формовка электродов и создание пакетов:
- Электрод с прорезью и стопкой или рулонное ламинирование Методы позволяют получать электроды, которые соответствуют кривизне кольца без образования микротрещин или разрушения под напряжением.
- Лазерная резка позволяет создавать С-образные, U-образные, полнокольцевые или многодуговые профили электродов с допусками до ± 0,1 мм. Такая точность обеспечивает стабильную производительность каждой ячейки.
Отраслевой жаргон:
- Ячейки с вареньем: Тонкие слои электродного материала наматываются на изогнутую оправку, образуя полуцилиндрическую стопку.
- Предварительно сформированный ламинат для пакетов: Многослойная полимерная оболочка, предварительно сформированная для придания нужной кривизны перед ламинированием.
- Встраиваемые армирующие пленки: Тонкие слои PI (полиимида) или PET (полиэтилентерефталата), встроенные в структуру пакета, сохраняют целостность при многократном сгибании.
Индивидуальная электрохимия и производительность
Изогнутые элементы LiPo могут быть точно настроены под конкретные требования носимых устройств:
- Диапазон производительности: 5 мАч-200 мАч, масштабируется в зависимости от размеров кольца, набора функций и желаемого времени работы.
- Тарифы на зарядку: До 1 C (полная зарядка за ~60 минут) с термоконтролем для поддержания температуры ячейки ниже 45 °C.
- Срок службы: ≥ 300 полных циклов при глубине разряда 80 %, при этом усовершенствованные составы катода и анода сводят к минимуму снижение емкости.
Соответствующая точка отсчета: Современные микро-LiPo составы позволяют достичь объемной плотности энергии более 600 Вт-ч/л при объеме менее 100 мм³, что обеспечивает время работы кольца от одного заряда до 5-7 дней.
Передовые технологии производства
- Ламинирование в чистом помещении: Среда класса 1000 или выше предотвращает загрязнение твердыми частицами, которые могут проколоть пакет при сгибании.
- Автоматическое уплотнение: Высокоточное ультразвуковое или тепловое оборудование для запайки обеспечивает герметичность краев и равномерную ширину запайки.
- Сканирование в линии контроля качества: Рентгеновский контроль и контроль с помощью машинного зрения позволяют обнаружить субмикронные расслоения, складки на пакетах или смещения электродов перед окончательной сборкой.
Преимущества сотрудничества с производителем изогнутых батарей
Глубокая техническая экспертиза
Производство изогнутых батарей требует мастерства как в электрохимии, так и в точном механическом проектировании. Сотрудничество со специалистом:
- Вы используете многолетний опыт исследований и разработок в области микро-LiPo и глубокое знание компромиссов между плотностью энергии, сроком службы и безопасностью.
- Вы получаете доступ к индивидуальным химическим составам катода и анода - таким как высоковольтные смеси никеля и марганца с кобальтом (NMC) и композитные аноды из кремний-графита - для повышения плотности энергии без ущерба для срока службы.
Индивидуальные решения и быстрое прототипирование
- Переход от проектирования к производству: Первые образцы всего за 4-6 недель после завершения разработки механических чертежей и технических характеристик.
- Масштабируемость объема: Плавный переход от небольших опытных партий (500-1000 ячеек) к крупносерийному производству (100 000+ ячеек) без существенного переналаживания и единовременных затрат на проектирование.
Строгий контроль качества и соответствия
- Сертификация ISO 9001:2015 обеспечивает надежные системы управления качеством.
- Соблюдение UL 2054 и IEC 62133 Стандарты безопасности обеспечивают уверенность при выходе на мировой рынок.
- В доме термоциклирование, вибрация, и механическая усталость Испытания воспроизводят условия использования носимых устройств, проверяя целостность клеток при изгибе и кручении.
Стат: Прогнозируется, что мировой рынок носимых устройств превысит $60 миллиардов к 2025 годуВ то время как "умные" кольца занимают примерно 15 % доли, потребители ищут незаметные носимые устройства для отслеживания состояния здоровья. Сотрудничество с экспертным производителем изогнутых батарей позволит вам извлечь выгоду из этого быстрорастущего сегмента.
Выбор правильного производителя изогнутых батарей
Оценивая потенциальных партнеров по производству изогнутых батарей, учитывайте следующие важные факторы:
Опыт работы на рынке носимых устройств
- Послужной список: Доказанный успех в поставке элементов для смарт-часов, фитнес-браслетов и умных ювелирных изделий OEM-производителям.
- Специальное подразделение по производству носимых устройств: Команды специалистов, которые понимают проблемы миниатюризации и нормативно-правовое регулирование устройств для отслеживания состояния здоровья.
Персонализация и минимальные объемы заказа (MOQ)
- Гибкие MOQ: Ищите партнеров, предлагающих пилотные партии от 500 ячеек, а не от десятков тысяч. Это снижает первоначальный риск при внедрении новых продуктов.
- Адаптивность дизайна: Возможность изменять форм-фактор, емкость, тип разъема (например, хвосты FPC, интерфейсы pogo-pin) и даже цвет упаковки без непомерных затрат на изготовление инструмента.
Техническая поддержка и защита интеллектуальной собственности
- Разработка приложений: Выделенные штатные эксперты для проведения экспертизы конструкции, анализа режимов и эффектов отказов при проектировании (DFMEA) и руководства по DFM (Design for Manufacturing).
- Надежные NDA: Четкие соглашения о неразглашении и передаче прав на ИС для защиты запатентованных разработок и химикатов.
- Модели совместного развития: Возможность сотрудничества в разработке запатентованных рецептур или новых форм-факторов в рамках совместного владения ИС.
Надежность цепи поставок
- Двойное питание: Многочисленные поставщики катодных и анодных материалов позволяют снизить дефицит сырья.
- Вертикальная интеграция: Ламинирование и запечатывание упаковочной пленки собственными силами снижает зависимость от сторонних поставщиков.
- Резервные производственные линии: Географически диверсифицированные предприятия обеспечивают непрерывность работы в условиях локальных сбоев.
Лан Дазл: Ваш экспертный поставщик изогнутых липоаккумуляторов
На сайте Lan DazzleМы специализируемся на производстве высококачественных Изогнутые батареи, включая LD170722.
Наши батареи обеспечивают оптимальную производительность, безопасность и гибкость для носимых устройств, таких как умные кольца и браслеты.
С многолетним опытом, Lan Dazzle предлагает индивидуальные решения для ваших конкретных потребностей в аккумуляторах.
Whether you’re developing new wearables or upgrading existing ones, we offer reliable, long-lasting power solutions. Contact us today at info@landazzle.com to discuss the best battery solutions for your product!
Заключение
В условиях жесткой конкуренции на рынке носимых устройств создание умного кольца, сочетающего в себе форму и функциональность, зависит от качества источника питания. Изогнутые литий-полимерные батареи открывают новые возможности: тонкие профили, эргономичный комфорт и надежное многодневное время работы. Сотрудничая со специализированным производителем изогнутых аккумуляторов, обладающим глубоким опытом в области производства LiPo, прецизионной ламинации и строгого контроля качества, вы обеспечите своему умному кольцу отличные характеристики, безопасность и удобство использования.
Надежный партнер по производству изогнутых батарей - от быстрого создания прототипов малыми партиями до масштабируемого крупносерийного производства - ускорит разработку вашего продукта, минимизирует инженерные риски и повысит удовлетворенность конечных пользователей.
ЧАСТО ЗАДАВАЕМЫЕ ВОПРОСЫ
Вопрос 1: Что представляет собой изогнутая литий-полимерная батарея?
Изогнутый LiPo аккумулятор - это гибкий элемент в виде чехла, электроды и полимерная оболочка которого ламинированы в изогнутый или С-образный профиль. Такая конформная геометрия позволяет легко встраивать их в кольца или наручные браслеты, не создавая точек давления.
Q2: Вы можете настроить мощность и форму?
Да. Наши изогнутые LiPo элементы имеют емкость от 5 мАч до более 200 мАч и форму, включающую полукольца, С-образные дуги и полные кольца с радиусом до 8 мм, точно подогнанные под ваши модели CAD.
Вопрос 3: Каков типичный срок службы?
Большинство производимых нами изогнутых LiPo элементов выдерживают 500-1000 полных циклов заряда/разряда при глубине разряда 80 %, сохраняя емкость выше 80 % в течение всего срока службы и имея минимальный рост внутреннего сопротивления.
Вопрос 4: Как быстро заряжаются эти элементы?
Наши специальные составы поддерживают скорость заряда до 1 C, обеспечивая полную зарядку менее чем за 60 минут, при этом поддерживая температуру элементов ниже 45 °C благодаря оптимизированным тепловым интерфейсам.
Q5: Безопасны ли изогнутые батареи?
Безусловно. Каждый изогнутый LiPo элемент проходит всестороннее тестирование по стандартам UL 2054 и IEC 62133, а также моделирование теплового разгона, проверку защиты от перезаряда/переразряда и испытания на механическое воздействие.
