웨어러블 디바이스 배터리

첨단 웨어러블 디바이스 배터리로 웨어러블 업그레이드

웨어러블 기기는 크기가 매우 작고 장시간 착용해야 하므로 편안함을 위해 매우 가벼워야 합니다. 따라서 웨어러블 기기 배터리는 가능한 한 작아야 합니다. IDC와 GMI의 반복적인 연구에 따르면 배터리로 구동되는 편의용품을 구매할 때 소비자들이 가장 중요하게 생각하는 것은 배터리 수명입니다. 따라서 대용량 웨어러블 기기 배터리는 제품의 성공에 매우 중요합니다.

이 두 가지 요구 사항을 동시에 충족하는 것은 어려운 일입니다. 다행히 리튬 배터리는 이 문제를 해결할 수 있는 여러 특성을 가지고 있어 웨어러블 기기에 적합합니다.

첫째, 리튬 배터리는 높은 에너지 밀도를 제공하여 시스템 설계 엔지니어가 더 긴 작동 시간을 제공할 수 있는 작고 가벼운 배터리를 선택할 수 있게 합니다. 또한, 리튬 배터리는 일반적으로 3.7V에서 작동하는데, 니켈-메탈 하이드라이드 또는 니켈-카드뮴 배터리는 1.2V에서 작동합니다. 이는 리튬 배터리가 더 적은 수의 셀을 필요로 한다는 의미이며, 더 작고 가벼운 시스템을 만들 수 있습니다.

또한 리튬 배터리의 자가 방전율은 월 2%로 니켈 기반 배터리보다 훨씬 낮습니다. 니켈-메탈 하이드라이드와 니켈-카드뮴 배터리는 하루에 최대 5%의 자가 방전율을 가지고 있습니다. 이는 충전 횟수를 줄일 뿐만 아니라 배터리를 오래 두고 언제든지 사용할 수 있어 시스템이 고객 친화적입니다.

물론 모든 기술에는 단점이 있습니다. 예를 들어, 리튬이온 배터리는 니켈 기반의 충전식 배터리보다 제조가 복잡하여 가격이 더 비쌉니다. 그러나 대량 생산과 지속적인 기술 개선으로 제조 비용이 급격히 절감되고 있습니다.

대부분의 리튬이온 배터리는 과전압이나 저전압으로부터 보호하는 내부 보호회로를 가지고 있습니다. 하지만 리튬이온 배터리의 충전 과정은 여전히 니켈계 충전식 배터리보다 훨씬 복잡합니다.

리튬이온 배터리: 편안하고 편리한 웨어러블 디바이스 가능

●소형 배터리, 긴 배터리 수명, 높은 에너지 밀도

●높은 작동 전압은 셀 수가 적고 시스템 크기가 작음을 의미

●자가 방전이 느림: 충전 시간 단축, 언제든지 사용 가능

웨어러블 디바이스 배터리 충전 점프

이러한 안전 문제를 방지하기 위해 리튬이온 배터리는 정전류(CC) 및 정전압(CV) 충전 프로세스를 필요로 합니다. 이 프로세스에서 웨어러블 디바이스 배터리는 먼저 설정 전압에 도달할 때까지 고정 전류로 충전됩니다. 이후 충전 회로는 정전압 모드로 전환되어 설정 전압을 유지하는 데 필요한 전류를 제공합니다.

최적의 충전을 위해서는 전류 및 전압 레벨의 선택에 신중한 절충이 필요합니다. 더 높은 전압으로 충전하면 배터리 용량이 증가할 수 있지만, 너무 높은 전압은 배터리에 스트레스를 주거나 과충전되어 영구적인 손상, 불안정성 및 위험을 초래할 수 있습니다.

마찬가지로, 더 높은 충전 전류는 더 빠른 충전을 가능하게 하지만 배터리 용량을 줄이는 결과를 초래할 수 있습니다. 충전 전류가 30% 감소하면 배터리에 저장된 충전량이 10%까지 증가할 수 있습니다.

따라서 일반적으로 충전 전류는 배터리 용량의 절반(배터리가 1시간 동안 유지할 수 있는 최대 전류)으로 설정되며, 전압은 셀당 4.2V로 설정됩니다.

그러나 약간 더 작은 충전 전류와 전압을 사용하면 배터리의 노화를 늦출 수 있어 더 높은 용량으로 더 많은 충전 사이클을 유지할 수 있습니다.

웨어러블 디바이스 배터리 안전성

이러한 복잡성 때문에 충전 솔루션은 충전 전류와 전압을 면밀히 모니터링해야 합니다. 충전 사이클의 적절한 지점에서(첫 번째 단계에서는 전류가 일정하게 유지되고 두 번째 단계에서는 전압이 일정하게 유지됨) 충전 전류와 전압을 적절한 값으로 유지할 수 있는 안정적인 제어 루프를 제공합니다.

충전 솔루션은 엄격한 표준에 따라 완전히 테스트되어야 합니다. 이 표준에는 배터리 자체와 관련된 테스트도 포함되며, 니켈 기반 충전식 배터리에 필요한 것보다 더 광범위한 테스트 조건이 포함되어 있습니다.

웨어러블 디바이스 배터리 충전 사이클

웨어러블 디바이스 배터리 충전 프로세스는 입력 전압이 감지되자마자 시작됩니다. 배터리 전력이 심각하게 고갈되면(예: 전압이 3V보다 낮을 때), 충전 알고리즘은 배터리가 완전한 충전 전류를 수용할 수 있을 때까지 낮은 전류(배터리 용량의 약 10%)로 배터리를 "프리차지"하는 프리차지 단계를 트리거합니다. 이것은 과열을 방지합니다.

전압이 적절한 수준에 도달한 후 충전 알고리즘은 현재 단계로 전환하여 전압이 4.2V(표준값)에 도달할 때까지 더 높은 전류(배터리 용량까지)로 배터리를 충전합니다. 이때 충전기는 과충전의 위험을 피하기 위해 정전압 단계로 진입합니다. 이 단계 동안 전압은 4.2V로 유지되는 반면 전류는 배터리 용량의 10% 내외로 감소합니다. 정전류 단계에서 정전압 단계로의 전환은 배터리 손상을 피하기 위해 점진적이고 원활하게 수행됩니다.

이때쯤이면 배터리는 완전히 충전됩니다. 배터리가 완전히 충전된 후에도 계속 연결되어 있으면 충전기는 전압 모니터링 단계로 들어가 배터리 자가 방전으로 인한 전력 소비를 보충하기 위해 주기적인 충전을 제공합니다. 충전은 일반적으로 배터리의 개방 회로 전압이 4.0 V 이하로 떨어질 때 수행됩니다.

안전하고 편리하며 신뢰할 수 있는 웨어러블

웨어러블 기기 시장은 현재 빠르게 성장하고 있으며 앞으로도 계속해서 성장할 것입니다. 시스템 소비 전력과 에너지 수집 잠재력 모두에서 진전이 있었습니다. 그러나 웨어러블 기기가 충전할 수 있는 환경에서 에너지를 수집하는 목표는 아직 멀었습니다. 따라서 웨어러블 기기와 다른 기능이 풍부한 IoT 용도들은 여전히 충전 가능한 배터리를 사용해야 합니다.

리튬이온 배터리는 작고 가벼우며 용량이 커서 시스템 설계 엔지니어가 크기 제약을 충족하는 동시에 소비자가 만족하는 긴 배터리 수명을 제공합니다. 작동 전압이 높아지면 더 적은 셀이 필요하므로 시스템 크기가 더욱 줄어들고 설계 유연성이 높아집니다.

Ufine 웨어러블 디바이스 배터리

Guangdong Ufine New Energy Co., Ltd.는 폴리머 리튬이온 배터리의 연구, 개발, 설계 및 생산을 전문으로 하는 첨단 기업입니다. Ufine의 웨어러블 디바이스 배터리는 과전압 충전, 저전압 방전 및 과전류 충전(방전)에 대한 내장 보호 기능을 제공합니다.

Ufine은 15년 동안 배터리 제조 기술에 집중해 왔습니다. Ufine의 제품은 안전하고 안정적이며 폭발 위험이 없고, 긴 배터리 수명, 오래 지속되는 전력, 높은 충전 전환율, 뜨거워지지 않으며 수명이 길고 내구성이 뛰어나며, 많은 국가 및 글로벌 인증을 통과한 제품을 제공합니다.