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智能手表的续航 神奇的三浦折叠技术
2021-06-28 16:39

智能手表的续航

聪明的手表的耐力一直是个棘手的问题。智能手表电池等电子元件挤在手表屏幕后面狭小的空间里,不仅占据了大部分可用空间,而且能提供的能量非常有限。这已经成为智能手表发展的障碍。亚利桑那州立大学机械与航天工程学院负责柔性电池研究的蒋汉卿教授,想解决这个问题。他们发现,通过可扩展和可弯曲的电池,智能手表等电子设备的待机时间也会变长。

日本手工折纸的折叠技术

通过应用日本手工折纸的折叠技术,研究人员发现,它们可以使传统的锂离子电池具有可拉伸性和可弯曲性,从而可以轻松地将其放入表带,并获得更多的储能空间。这种方法除了提高智能手表的性能外,还与标准制造工艺兼容,可以用来制造更适合其他各种可穿戴电子产品的电池,如跟踪健康相关数据的智能手环。

目前智能手表普遍显示电池寿命短。Apple  watch只能用一天左右,如果经常用,只能用几个小时。电池缺乏“耐用性”已经成为许多可穿戴设备的弱点,新技术可以将电池寿命延长一倍。

研究人员使用他们开发的折叠式电池为三星.的智能手表供电。结果表明,电池可以内置在弹性带中,可以弯曲和拉伸,而不会影响电池的性能。

三浦折叠技术这么神奇?

在过去的十年里,研究人员在可扩展电子产品的设计方面取得了很大的进展,可以适应各种弯曲或移动的表面和形状,如人体表面。然而,它们大多使用弹性材料,与现有的电池生产设施不直接兼容。

将折纸技术应用于电池的灵感来自一种叫做米乌拉折叠的特殊折叠方法,这种方法与他在纳米硅中看到的非常相似,当附着在弹性橡胶材料表面时可以弯曲和拉伸。去年,他和他的同事展示了一种基于米乌拉折叠的可折叠锂离子电池。但是,这种设计在实际应用中有很大的局限性,因为电池只有折叠状态和展开状态,折叠状态下的表面不平整影响佩戴舒适性,他说。

为了使电池的形状与更多的可穿戴设备兼容,该团队决定采用剪纸技术,并在其上添加剪纸。结果表明,各材料层的横向切割可以使电池任意拉伸和弯曲。与以前的折纸设计不同,切割位置的旋转可以使电池拉伸折叠,而不影响其厚度。

除了在真正的智能手表中展示电池的性能,研究人员还测试了电池在多圈压缩和拉伸下的性能,结果表明,在此过程中多次缠绕不会导致开裂和断裂。姜说,该团队的目标是将这项技术商业化,现在他们正在努力改进电池包装,以解决潜在的安全隐患。他还表示,剪纸技术也适用于除电池之外的其他类型的电子设备,如传感器和超级电容器。