固態(tài)充電電池使用緊湊SMD技術(shù)

TDK電子大中華區(qū) 壓電保護器件產(chǎn)品市場部經(jīng)理 張曉燁

智能穿戴設(shè)備為繽紛多彩的生活增添了更多的可能性，未來的發(fā)展將需要無數(shù)的特殊電源以滿足新的超低功率半導(dǎo)體和傳感器的需求。這對于能量存儲介質(zhì)提出了新的要求：尺寸小，可充電，本質(zhì)安全，易于裝配，低成本且工作壽命長。TDK集團率先推出首例采用緊湊SMD技術(shù)的CeraCharge?固態(tài)充電電池。

相比于最常用的技術(shù)，CeraCharge?屬固態(tài)充電電池，無任何液體電解質(zhì)。該電池采用了和MLCC類似的多層技術(shù)（如圖1），該技術(shù)結(jié)合了相對高能量密度和小原件體積，以及陶瓷多層元件的安全及大批量制造特性。通過這種技術(shù)，高能量密度和最小的元件體積與陶瓷多層元件的安全性及高容量制造優(yōu)點被結(jié)合在一起。此外，采用固態(tài)陶瓷電解質(zhì)還消除了火災(zāi)、爆炸或液態(tài)電解質(zhì)泄漏的風(fēng)險。

圖1 CeraCharge固態(tài)充電電池采用了多層技術(shù)

由于采用了SMD技術(shù)，該電池非常易于部署，可通過回流焊技術(shù)焊接，有助于客戶降低終端產(chǎn)品的生產(chǎn)成本。在初始階段，CeraCharge?可提供EIA1812封裝規(guī)格 (4.5 mm x 3.2 mm x 1.1 mm)。在1.4 V額定電壓下，可提供100 μAh的容量，初始內(nèi)部電阻小于200 Ω。CeraCharge?額定放電電流為20 μA，但能支持1 mA (10 C) 的持續(xù)放電。相比于傳統(tǒng)可充電或其他類型電池，CeraCharge的工作溫度范圍更寬，達-20°至+80°C。

根據(jù)應(yīng)用要求，CeraCharge?的充放電循環(huán)可完成數(shù)十次至上千次，且不會對電氣參數(shù)產(chǎn)生任何重大損耗（電氣參數(shù)可達到初始值的80%）。對于短時或脈沖工作，如在藍牙信號模塊傳輸數(shù)據(jù)時為其供電，一個CeraCharge?電池可提供幅值約3 mA/s的電流。

為提高電池容量和電壓，用戶可將多個CeraCharge?電池串并聯(lián)使用。這個特點使其廣泛適用于各種應(yīng)用，例如作為實時時鐘 (RTC) 的備用電池或用作藍牙信號傳輸?shù)哪芰看鎯ρb置。

為覆蓋更寬廣的應(yīng)用，TDK除了提供當(dāng)前EIA 1812規(guī)格的SMD型產(chǎn)品外，還將開發(fā)EIA 0603等其他規(guī)格和容量的CeraCharge?電池。這些應(yīng)用包括用作能量收集的能量存儲裝置，通常配合電容器使用；或用作可穿戴設(shè)備中的子電池，在發(fā)生短時高電流/電壓需求時，可平滑電流與電壓。