解决传统锂离子电池局限性的下一代解决方案

毫不夸张地说，随着我们进入物联网时代，几乎所有事物都连接到了互联网，要想提高各种智能设备的普及率，除了紧凑的外形和更强的通信功能之外，高电池性能也是必不可少的。具有高能量密度的锂离子电池如今被广泛用于各种电子设备，例如笔记本电脑、智能手机和无线耳塞等，并且越来越多地运用于无人机、电动自行车和EV（电动汽车）中。然而，由于锂离子电池是使用易燃的有机溶剂电解质制成，存在泄漏和着火的风险，因此物联网设备制造商对开发更安全、更可靠的含有稳定电解质材料的固态电池的需求也与日俱增。预计将来EV等设备中的大容量电池也将被固态电池取代，其市场规模将进一步扩大。

小型全固态锂离子薄型电池的全球市场规模和预测

来源：以全球下一代电池市场为基础：日本矢野经济研究所2019年主要调查研究结果。

固态电池市场在未来10年内预计将呈指数增长。

常规锂离子电池与固态锂离子电池的对比

固态电池采用固态电解质材料代替传统锂离子电池中的液态电解质，可提供较高水平的安全性和更长的使用寿命。

由TDK率先推出的固态SMD电池CeraCharge的功能

随着全球各公司不断致力于固态电池的开发，TDK成功地实现了全球首款固态SMD（表面贴装器件）电池CeraCharge的商业化。CeraCharge是基于TDK先进的积层陶瓷技术打造的，具有适合量产的优势。其固体陶瓷电解质消除了泄漏和着火的风险，同时具备其他实用特性，包括：1.5V的标称电压，100μAh的容量，-20˚C至80˚C的工作温度范围。此外，其SMD型设计便于放置电池，从而有助于降低组装成本。由于具有尺寸小、安全性高和使用寿命长的优势，它很适合搭载在各种环境下使用的IoT设备中。

CeraCharge®固态电池的横截面（示意图）

CeraCharge是利用TDK的先进积层陶瓷技术打造的。

运用于烹饪温度计

芯片大小的安全固态电池CeraCharge正在逐步应用到各种IoT产品中。其中一种应用就是2020年12月推出的烹饪温度计产品。这款新产品是一个15cm的金属温度计探头，由丹麦一家生产烹饪温度计系列产品的CookPerfect公司出品，配备有五个温度传感器，一个BLE（蓝牙低能耗）^*2通信模块以及TDK的CeraCharge。只需插入此探头，即可通过智能手机实时监测烤箱内烤肉的内部温度。借助这一突破性的产品，人们能够在理想的温度下烹饪圣诞节烤肉等各种肉类。

CookPerfect的联合创始人兼董事总经理Martin Kloster表示：“当我们在2016年开始设计CookPerfect时，根本没有哪一种电池技术可以支持在5个点进行测量，运行复杂的算法，并且可以内置到相应装置中。但是借助CeraCharge，我们得以打造一个“真正的无线”温度计。”Kloster提到，可靠性和安全性非常重要，因为这些温度计将直接插入到食物中并用于高温烤箱和烤架。“绝对不能有任何化学泄漏。我们还需要较高的工作温度范围，可以承受在烤箱内部使用。固态的CeraCharge没有泄漏的风险，其体积小到可以安装到3.7mm直径的装置中，并且可以承受高达85˚C温度，这就是我们选择将它用在产品中的主要决定因素。”

CookPerfect的无线肉类温度计

15cm的金属探头内含五个温度传感器，一个通信模块和固态CeraCharge电池，可在烹饪时对肉类进行实时温度监测。

（照片由CookPerfect提供）

例如此类将温度传感器与通信功能结合在一起的烹饪温度计，随着配备各种传感器的设备的不断普及，一个全面的物联网社会即将来临。随着市场对各种尺寸和规格电池的需求不断增长，目前正在考虑将CeraCharge集成到各种设备中，包括用于智能仪表、可穿戴设备和智能传感器的实时时钟(RTC)^*3。

作为全球率先将固态电池商业化的公司，TDK将继续致力于扩大其产品系列，同时提高其微型化程度和容量，以覆盖更广泛的应用领域。CeraCharge将一如既往地为快速扩张的物联网市场提供有力支持。

CeraCharge®固态电池

从简单的小工具到规格复杂的设备，各种工业和消费类IoT设备日益需要紧凑、安全且可靠的电源。为了满足这些需求，TDK开发了全球首款可充电固态SMD电池CeraCharge。有关更多信息，请访问我们的产品中心页面。

术语

1. 表面贴装元件(SMD)：用焊料贴装在印刷电路板上的电子元件。与通过引线将元件贴装在带孔的印刷电路板上相比，此方法占用的空间更少，能够实现器件微型化。

2. BLE（低功耗蓝牙）：蓝牙标准的一部分，即短程无线通信技术。由于其功耗和成本较低，因此作为物联网设备的通信技术而引起了人们的关注。

3. 实时时钟(RTC)：嵌入到计算机或设备中的电路，即使关闭系统电源，也可以持续测量时间的流逝。