固態充電電池使用緊湊SMD技術

TDK電子大中華區 壓電保護器件產品市場部經理 張曉燁

智能穿戴設備為繽紛多彩的生活增添了更多的可能性，未來的發展將需要無數的特殊電源以滿足新的超低功率半導體和傳感器的需求。這對于能量存儲介質提出了新的要求：尺寸小，可充電，本質安全，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技術的CeraCharge?固態充電電池。

相比于最常用的技術，CeraCharge?屬固態充電電池，無任何液體電解質。該電池采用了和MLCC類似的多層技術（如圖1），該技術結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，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點被結合在一起。此外，采用固態陶瓷電解質還消除了火災、爆炸或液態電解質泄漏的風險。

圖1 CeraCharge固態充電電池采用了多層技術

由于采用了SMD技術，該電池非常易于部署，可通過回流焊技術焊接，有助于客戶降低終端產品的生產成本。在初始階段，CeraCharge?可提供EIA1812封裝規格 (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) 的持續放電。相比于傳統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。

根據應用要求，CeraCharge?的充放電循環可完成數十次至上千次，且不會對電氣參數產生任何重大損耗（電氣參數可達到初始值的80%）。對于短時或脈沖工作，如在藍牙信號模塊傳輸數據時為其供電，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?電池串并聯使用。這個特點使其廣泛適用于各種應用，例如作為實時時鐘 (RTC) 的備用電池或用作藍牙信號傳輸的能量存儲裝置。

為覆蓋更寬廣的應用，TDK除了提供當前EIA 1812規格的SMD型產品外，還將開發EIA 0603等其他規格和容量的CeraCharge?電池。這些應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；或用作可穿戴設備中的子電池，在發生短時高電流/電壓需求時，可平滑電流與電壓。