鋰電池的無(wú)線(xiàn)充電技術(shù)作為當代一種新型的充電技術(shù)，在可穿戴領(lǐng)域的電子設備廣受歡迎。該技術(shù)使電子設備擺脫了電線(xiàn)的限制，實(shí)現電器和電源完全分離。在安全性，靈活性等方面顯示出比傳統充電器更好的優(yōu)勢。

無(wú)線(xiàn)供電原理及實(shí)現方法：

無(wú)線(xiàn)充電利用電磁波感應原理進(jìn)行充電，原理類(lèi)似于變壓器。在發(fā)送和接收端各有一個(gè)線(xiàn)圈，發(fā)送端線(xiàn)圈連接有線(xiàn)電源產(chǎn)生電磁信號，接收端線(xiàn)圈感應發(fā)送端的電磁信號從而產(chǎn)生電流。

2007年6月麻省理工學(xué)院以MarinSoljacic為首的研究團隊首次演示了利用電磁感應原理的燈泡無(wú)線(xiàn)供電技術(shù)，他們可以在一米距離內無(wú)線(xiàn)給60瓦的燈泡提供電力，電能傳輸效率高達75%。

研究者由此設想電源可以在這范圍內為電池進(jìn)行無(wú)線(xiàn)充電，進(jìn)而推想只需要安裝一個(gè)電源，即可為整個(gè)屋里的用電器供電。傳輸線(xiàn)圈的工作頻率在兆赫茲范圍，接收線(xiàn)圈在非輻射磁場(chǎng)內部發(fā)生諧振，以相同的頻率振蕩，然后有效的通過(guò)磁感應進(jìn)行電能傳輸。

實(shí)現無(wú)線(xiàn)充電技術(shù)主要通過(guò)四種方式：電磁感應式、磁場(chǎng)共振式、無(wú)線(xiàn)電波式、電場(chǎng)耦合式。

1、電磁感應式

1890年，物理學(xué)家兼電氣工程師尼古拉?特斯拉就已經(jīng)做了無(wú)線(xiàn)輸電試驗，實(shí)現了交流發(fā)電。

邁克爾?法拉第發(fā)現電磁感應原理，電流通過(guò)線(xiàn)圈會(huì )產(chǎn)生磁場(chǎng)，其他未通電的線(xiàn)圈靠近磁場(chǎng)就會(huì )產(chǎn)生電流。

電磁感應式充電：初級線(xiàn)圈一定頻率的交流電，通過(guò)電磁感應在次級線(xiàn)圈鐘產(chǎn)生一定的電流，從而將能量從傳輸端轉移到接收端。目前最為常見(jiàn)的充電墊解決方案就采用了電磁感應，事實(shí)上，電磁感應解決方案在技術(shù)實(shí)現上并無(wú)太多神秘感，中國本土的比亞迪公司，早在2005年12月申請的非接觸感應式充電器專(zhuān)利，就使用了電磁感應技術(shù)。

電磁感應式是當前最成熟、最普遍的無(wú)線(xiàn)充電技術(shù)，原理有些類(lèi)似于變壓器。

2、磁場(chǎng)共振式

磁場(chǎng)共振充電由能量發(fā)送裝置，和能量接收裝置組成，當兩個(gè)裝置調整到相同頻率，或者說(shuō)在一個(gè)特定的頻率上共振，它們就可以交換彼此的能量，是目前正在研究的一種技術(shù)，由麻省理工學(xué)院(MIT)物理教授MarinSoljacic帶領(lǐng)的研究團隊利用該技術(shù)點(diǎn)亮了兩米外的一盞60瓦燈泡。該實(shí)驗中使用的線(xiàn)圈直徑達到50cm，還無(wú)法實(shí)現商用化，如果要縮小線(xiàn)圈尺寸，接收功率自然也會(huì )下降。

相比電磁感應方式，利用共振可延長(cháng)傳輸距離。磁共振方式不同于電磁感應方式，無(wú)需使線(xiàn)圈間的位置完全吻合。

應用：意法半導體與WiTricity合作開(kāi)發(fā)諧振無(wú)線(xiàn)電能傳輸芯片

意法半導體(簡(jiǎn)稱(chēng)ST)與超長(cháng)距離無(wú)線(xiàn)電能傳輸技術(shù)先驅W(xué)iTricity公司,宣布合作開(kāi)發(fā)電磁諧振式無(wú)線(xiàn)電能傳輸半導體解決方案。

此方案支持消費電子和物聯(lián)網(wǎng)設備快速無(wú)線(xiàn)充電,并支持多個(gè)設備同時(shí)充電。這個(gè)電磁諧振無(wú)線(xiàn)電能傳輸芯片被稱(chēng)為“無(wú)線(xiàn)充電2.0”,與現有無(wú)線(xiàn)充電技術(shù)不同的是,這款芯片能夠給金屬外殼的智能手機、平板電腦和智能手表高效充電。

3、無(wú)線(xiàn)電波式

無(wú)線(xiàn)電波式充電：這是發(fā)展較為成熟的技術(shù)，類(lèi)似于早期使用的礦石收音機，主要有微波發(fā)射裝置和微波接收裝置組成，可以捕捉到從墻壁彈回的無(wú)線(xiàn)電波能量，在隨負載作出調整的同時(shí)保持穩定的直流電壓。此種方式只需一個(gè)安裝在墻身插頭的發(fā)送器，以及可以安裝在任何低電壓產(chǎn)品的“蚊型”接收器。

整個(gè)傳輸系統包括微波源、發(fā)射天線(xiàn)、接收天線(xiàn)3部分;微波源內有磁控管，能控制源在2.45GHz頻段輸出一定的功率。

應用：AirVolt無(wú)線(xiàn)充電器

AirVolt是一款利用無(wú)線(xiàn)電波給移動(dòng)設備進(jìn)行充電的無(wú)線(xiàn)充電器。和同類(lèi)型產(chǎn)品一樣,它的效率要比有線(xiàn)充電低一些。AirVolt充電頭通電后可以將電能轉化為電磁波,接收器獲取后會(huì )將電磁波又轉化為電能為手機充電。當電量充滿(mǎn)到80%時(shí)就會(huì )自動(dòng)停止充電,低于20%時(shí)又會(huì )自動(dòng)充電,既保證了手機最佳電量又不會(huì )導致過(guò)度充電,增加了電池使用壽命。

AirVolt由TechNovator公司開(kāi)發(fā),需要充電時(shí)只要將接收器插進(jìn)手機,再將充電頭插上插座就能進(jìn)行遠程無(wú)線(xiàn)充電。最佳充電距離是9米之內,而最遠距離可達12米,躲到屋里任何一個(gè)角落都能充電!接收器和充電頭體積都足夠小，充電速度就比普通充電器慢一些。有Lightning或MicroUSB兩種接口選擇,滿(mǎn)足不同需要。

4、電場(chǎng)耦合式

電場(chǎng)耦合式充電原理：利用通過(guò)沿垂直方向耦合兩組非對稱(chēng)偶極子而產(chǎn)生的感應電場(chǎng)來(lái)傳輸電力。一般充電模塊是由2個(gè)非對稱(chēng)偶極子按垂直方向排列而成的，這組偶極子各由供電部分和接收部分的活性炭電極和接地電極組成。無(wú)線(xiàn)供電模塊就是通過(guò)這2個(gè)非對稱(chēng)偶極子的電場(chǎng)耦合而產(chǎn)生的感應電場(chǎng)來(lái)供電的。

電場(chǎng)耦合方式的特點(diǎn)大致有三：①充電時(shí)可實(shí)現位置自由，②電極薄，③電極部的溫度不會(huì )上升。因此不僅能夠提供便利性，而且還可降低系統成本。目前已試制完成為平板終端及電子書(shū)等便攜終端進(jìn)行無(wú)線(xiàn)供電的供電臺。

無(wú)線(xiàn)充電技術(shù)會(huì )因距離增大使設備的耗能曾高。要實(shí)現遠距離大功率的無(wú)線(xiàn)電磁轉換，設備的耗能較高。所以,實(shí)現無(wú)線(xiàn)充電的高效率能量傳輸，是無(wú)線(xiàn)充電技術(shù)普及的首要問(wèn)題。

無(wú)線(xiàn)充電的優(yōu)點(diǎn)：

（1）便捷性：非接觸式，一對多充電與一般充電器相比，減少了插拔的麻煩，同時(shí)亦避免了接口不適用，接觸不良等現象，老年人也能很方便地使用。一臺充電器可以對多個(gè)負載充電，一個(gè)家庭購買(mǎi)一臺充電器就可以滿(mǎn)足全家人使用。

（2）通用性：應用范圍廣只要使用同一種無(wú)線(xiàn)充電標準，無(wú)論哪家廠(chǎng)商的哪款設備均可進(jìn)行無(wú)線(xiàn)充電。

（3）新穎性，用戶(hù)體驗好

（4）具有通用標準

主流的無(wú)線(xiàn)充電標準有：Qi標準、pMA標準、A4Wp標準。

Qi標準：Qi標準是全球首個(gè)推動(dòng)無(wú)線(xiàn)充電技術(shù)的標準化組織——無(wú)線(xiàn)充電聯(lián)盟（WpC，2008年成立）推出的無(wú)線(xiàn)充電標準，其采用了目前最為主流的電磁感應技術(shù)，具備兼容性以及通用性?xún)纱筇攸c(diǎn)。只要是擁有Qi標識的產(chǎn)品，都可以用Qi無(wú)線(xiàn)充電器充電。2017年2月，蘋(píng)果加入WpC。

pMA標準：pMA聯(lián)盟致力于為符合IEEE協(xié)會(huì )標準的手機和電子設備，打造無(wú)線(xiàn)供電標準，在無(wú)線(xiàn)充電領(lǐng)域中具有領(lǐng)導地位。pMA也是采用電磁感應原理實(shí)現無(wú)線(xiàn)充電。目前已經(jīng)有AT&T、Google和星巴克三家公司加盟了pMA聯(lián)盟。

A4Wp：AllianceforWirelesspower標準，2012年推出，目標是為包括便攜式電子產(chǎn)品和電動(dòng)汽車(chē)等在內的電子產(chǎn)品無(wú)線(xiàn)充電設備設立技術(shù)標準和行業(yè)對話(huà)機制。A4Wp采用電磁共振原理來(lái)實(shí)現無(wú)線(xiàn)充電。

無(wú)線(xiàn)充電的缺點(diǎn)：

（1）工作距離短

目前的無(wú)線(xiàn)充電技術(shù)大多在短距離范圍內的近磁場(chǎng)對電子設備進(jìn)行無(wú)線(xiàn)充電。因為無(wú)線(xiàn)電能傳輸的距離越遠，功率的耗損也就會(huì )越大，能量傳輸效率就會(huì )越低，且會(huì )導致設備的耗能較高。

（2）轉換效率低，速度慢

無(wú)線(xiàn)充電技術(shù)雖然簡(jiǎn)單便捷，但是其硬傷在于緩慢的充電速度和充電效率。

（3）功耗較高，更加費電

隨著(zhù)無(wú)線(xiàn)充電設備的距離和功率的增大，無(wú)用功的耗損也就會(huì )越大。

（4）成本較高，維護消耗大，不符合標準會(huì )有安全隱患危險。