无线充电拯救移动计算

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  长期以来,电池一直是制约移动计算发展的瓶颈。自1991年索尼公司发布首个商用锂离子电池以来,锂电池技术虽然在充电效率、电池容量、发热冷却等方面已有诸多改进,但与23年前并无本质进步。
  锂的原子序数是3,有3个质子,是最轻的碱金属元素。它是元素周期表上的已知材料中最适合用来制备移动电池正极的材料。材料是电池技术突破难以逾越的障碍,虽有多种新材料在研发,但距商用仍很遥远。
  与Wi-Fi随时随地上网类似,随时随地充电是解决移动设备电源难题的另一思路。如能在家里、工作场所、娱乐场所、交通工具上随时随地无线充电(无线充电与无线供电在技术上并无差别),就不需要提高电池容量,缓解移动计算不断提高的电池容量压力。
  无线充电技术研发始于2007年,已形成三大产业联盟:无线充电联盟(Wireless Power Consortium,简称WPC)、无线电源联盟(Alliance for Wireless Power,A4WP)和电源事务联盟(Power Matters Alliance ,PMA) 。
  WPC的无线充电解决方案以“Qi”为标识,有此标识的设备可通用、互相充电,是推出最早、市场份额最大的无线充电解决方案。Qi采用工作频率为22KHz的电磁感应方式实现无线供电,其原理类似于变压器。PMA的解决方案与Qi相同,只是工作频率更高,达到277~357kHz。PMA因星巴克宣布在店面布置而大热,有后来居上之势。
  A4WP的无线充电解决方案采用磁共振方式。磁共振方式的原理与声音的共振原理相同。排列在磁场中的具有相同共振频率的线圈,会在特定的频率上共振,从而传递能量。A4WP方案的工作频率为13.56MHz。
  电磁感应方式与磁共振方式的能量传递效率分别为92%和95%,均安全、无损健康。电磁感应方式的工作距离为数毫米至数厘米。充电时设备需精确对准充电区。磁共振方式工作距离为数厘米至数米,充电时设备无需精确对准,且可同时为多个设备充电。这两种规格的无线充电产品市场上均可见到,都由充电器和充电套组成。将充电套套在手机上,接上充电套的USB线,就可以无线充电。
  2013年9月,无线充电领域的创业企业Ossia宣布了一种全新无线充电解决方案Cota。它采用无线电方式传递能量,频率在2.4到5.8 GHz之间,和Wi-Fi路由器使用的一样,最远传送距离可达9米,一个发射器就可为整个家里或办公室的设备充电。Cota使用智能天线阵列聚焦,一束微波发送给接收组件,可聚焦数瓦特的电能给无线接收器,在遇到障碍时,会通过反射波来传输能量,对人体的影响也跟Wi-Fi相当。
  总体来看,一是无线充电(供电)技术日趋成熟,二是穿戴式设备和物联网面临爆发式发展,三是电池技术新突破遥遥无期。这些因素使得无线充电(供电)发展的步伐大大加快,有望使移动计算以无线充电为突破口,克服电池瓶颈,获得新一轮大发展。有人甚至预言,2015年将是无线充电爆发年。
  也许有一天,无线供电终将成为移动计算的主流供能方式,而电池则成为备用能源。
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