鋰電池的無線充電技術作為當代一種新型的充電技術，在可穿戴領域的電子設備廣受歡迎。該技術使電子設備擺脫了電線的限制，實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勢。

無線供電原理及實現方法：

無線(xian)充電(dian)(dian)利(li)用電(dian)(dian)磁(ci)(ci)波感(gan)應原(yuan)理進行(xing)充電(dian)(dian)，原(yuan)理類(lei)似于變壓器(qi)。在發(fa)送(song)和接(jie)收端(duan)各有(you)一(yi)個線(xian)圈(quan)(quan)，發(fa)送(song)端(duan)線(xian)圈(quan)(quan)連(lian)接(jie)有(you)線(xian)電(dian)(dian)源(yuan)產(chan)生(sheng)電(dian)(dian)磁(ci)(ci)信號，接(jie)收端(duan)線(xian)圈(quan)(quan)感(gan)應發(fa)送(song)端(duan)的(de)電(dian)(dian)磁(ci)(ci)信號從(cong)而產(chan)生(sheng)電(dian)(dian)流(liu)。

2007年6月(yue)麻省理工學院以MarinSoljacic為首的研(yan)究團(tuan)隊(dui)首次演示了利用電磁感應原理的燈泡無線(xian)供(gong)(gong)電技術，他們可(ke)以在一米(mi)距(ju)離內無線(xian)給60瓦(wa)的燈泡提供(gong)(gong)電力(li)，電能傳輸(shu)效率高(gao)達(da)75%。

研究者(zhe)由此(ci)設想(xiang)電(dian)(dian)源可以(yi)在(zai)(zai)這范圍(wei)(wei)內為(wei)電(dian)(dian)池進行無線(xian)充電(dian)(dian)，進而(er)推想(xiang)只(zhi)需要安裝一(yi)個電(dian)(dian)源，即可為(wei)整個屋里的用電(dian)(dian)器供電(dian)(dian)。傳輸線(xian)圈的工作頻(pin)率在(zai)(zai)兆赫(he)茲(zi)范圍(wei)(wei)，接收(shou)線(xian)圈在(zai)(zai)非(fei)輻(fu)射磁(ci)場(chang)內部發生諧振(zhen)，以(yi)相同的頻(pin)率振(zhen)蕩，然(ran)后有效(xiao)的通過磁(ci)感應(ying)進行電(dian)(dian)能傳輸。

實現無線(xian)充電技(ji)術主(zhu)要通過(guo)四種方式(shi)(shi)：電磁(ci)(ci)感應式(shi)(shi)、磁(ci)(ci)場(chang)共振(zhen)式(shi)(shi)、無線(xian)電波式(shi)(shi)、電場(chang)耦(ou)合(he)式(shi)(shi)。

1、電磁(ci)感應式

1890年，物理學家兼電(dian)(dian)(dian)氣(qi)工程師尼古(gu)拉?特(te)斯拉就已(yi)經做了無線輸電(dian)(dian)(dian)試驗，實現了交流發電(dian)(dian)(dian)。

邁克爾?法拉第發現電磁感應原理，電流通過線(xian)圈會產生磁場，其他未通電的(de)線(xian)圈靠近磁場就會產生電流。

電(dian)(dian)磁(ci)感(gan)應(ying)(ying)(ying)式充(chong)電(dian)(dian)：初級(ji)線圈一定頻率的(de)(de)(de)交流(liu)電(dian)(dian)，通過電(dian)(dian)磁(ci)感(gan)應(ying)(ying)(ying)在(zai)次級(ji)線圈鐘產生一定的(de)(de)(de)電(dian)(dian)流(liu)，從而將能量從傳輸(shu)端轉移到接(jie)收端。目前最為常見的(de)(de)(de)充(chong)電(dian)(dian)墊解決方(fang)案就采用了(le)電(dian)(dian)磁(ci)感(gan)應(ying)(ying)(ying)，事實(shi)上，電(dian)(dian)磁(ci)感(gan)應(ying)(ying)(ying)解決方(fang)案在(zai)技(ji)術實(shi)現上并無(wu)太多神秘(mi)感(gan)，中國本土的(de)(de)(de)比亞(ya)迪公司，早在(zai)2005年(nian)12月申請的(de)(de)(de)非(fei)接(jie)觸(chu)感(gan)應(ying)(ying)(ying)式充(chong)電(dian)(dian)器(qi)專(zhuan)利(li)，就使用了(le)電(dian)(dian)磁(ci)感(gan)應(ying)(ying)(ying)技(ji)術。

電磁感應式是當前最成熟、最普遍(bian)的無線(xian)充電技術，原理有些類似(si)于變壓器。

2、磁(ci)場共振式

磁場共振(zhen)充電由(you)能量發送(song)裝(zhuang)(zhuang)置(zhi)，和能量接收裝(zhuang)(zhuang)置(zhi)組成(cheng)，當(dang)兩個(ge)裝(zhuang)(zhuang)置(zhi)調(diao)整(zheng)到(dao)相同頻率，或者說在一(yi)(yi)個(ge)特定的(de)(de)頻率上共振(zhen)，它們就可以交換彼此(ci)的(de)(de)能量，是(shi)目(mu)前(qian)正(zheng)在研究(jiu)的(de)(de)一(yi)(yi)種技(ji)術(shu)，由(you)麻(ma)省理(li)(li)工學院(yuan)(MIT)物(wu)理(li)(li)教授MarinSoljacic帶(dai)領的(de)(de)研究(jiu)團(tuan)隊(dui)利用該技(ji)術(shu)點亮了兩米外的(de)(de)一(yi)(yi)盞60瓦燈泡。該實驗(yan)中(zhong)使用的(de)(de)線(xian)圈直徑達(da)到(dao)50cm，還(huan)無法實現(xian)商用化，如果要縮小線(xian)圈尺寸，接收功率自然也會下(xia)降。

相比電磁(ci)(ci)感(gan)應(ying)(ying)方(fang)式，利(li)用(yong)共振可延長(chang)傳輸距離。磁(ci)(ci)共振方(fang)式不同于電磁(ci)(ci)感(gan)應(ying)(ying)方(fang)式，無(wu)需(xu)使線圈間的位置完全(quan)吻(wen)合(he)。

應用：意法半導體與WiTricity合作開發諧(xie)振無線電能(neng)傳輸芯片(pian)

意法半(ban)導(dao)體(簡(jian)稱ST)與超長距離無線(xian)電能傳(chuan)輸技術先驅WiTricity公(gong)司,宣布合(he)作(zuo)開發電磁諧振式(shi)無線(xian)電能傳(chuan)輸半(ban)導(dao)體解決(jue)方案。

此方案支(zhi)持消費(fei)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)子和物聯網設備快速無線(xian)(xian)充(chong)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian),并支(zhi)持多(duo)個(ge)設備同時(shi)充(chong)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)。這個(ge)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)磁諧(xie)振無線(xian)(xian)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)能傳(chuan)輸芯片(pian)被稱(cheng)為“無線(xian)(xian)充(chong)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)2.0”,與現有無線(xian)(xian)充(chong)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)技(ji)術不同的(de)是(shi),這款(kuan)芯片(pian)能夠給金屬外殼的(de)智能手(shou)機、平板電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)腦(nao)和智能手(shou)表高效充(chong)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)。

3、無線電波式

無(wu)線電(dian)(dian)波式(shi)充電(dian)(dian)：這是發(fa)展(zhan)較為成熟的技術，類似于早期使(shi)用的礦石(shi)收音機，主要有微(wei)波發(fa)射裝(zhuang)置和微(wei)波接收裝(zhuang)置組成，可以捕(bu)捉到從墻壁彈回的無(wu)線電(dian)(dian)波能量(liang)，在隨負載作出調整的同時保持穩(wen)定的直流(liu)電(dian)(dian)壓。此種方式(shi)只需一個安(an)裝(zhuang)在墻身插頭的發(fa)送器(qi)，以及可以安(an)裝(zhuang)在任(ren)何低電(dian)(dian)壓產(chan)品的“蚊(wen)型(xing)”接收器(qi)。

整個傳輸(shu)系統包括微(wei)波源、發射天線、接收(shou)天線3部分;微(wei)波源內有(you)磁控(kong)管，能控(kong)制源在(zai)2.45GHz頻(pin)段輸(shu)出一(yi)定的(de)功率。

應用：AirVolt無(wu)線充電器

AirVolt是一款利用無線電(dian)(dian)(dian)波給移動設備進行充(chong)(chong)(chong)(chong)電(dian)(dian)(dian)的無線充(chong)(chong)(chong)(chong)電(dian)(dian)(dian)器。和(he)同類型產品(pin)一樣,它的效(xiao)率(lv)要(yao)比有線充(chong)(chong)(chong)(chong)電(dian)(dian)(dian)低一些。AirVolt充(chong)(chong)(chong)(chong)電(dian)(dian)(dian)頭通(tong)電(dian)(dian)(dian)后可以將電(dian)(dian)(dian)能(neng)轉化為電(dian)(dian)(dian)磁波,接(jie)收器獲取后會將電(dian)(dian)(dian)磁波又轉化為電(dian)(dian)(dian)能(neng)為手機(ji)充(chong)(chong)(chong)(chong)電(dian)(dian)(dian)。當電(dian)(dian)(dian)量充(chong)(chong)(chong)(chong)滿到80%時(shi)就會自動停止充(chong)(chong)(chong)(chong)電(dian)(dian)(dian),低于20%時(shi)又會自動充(chong)(chong)(chong)(chong)電(dian)(dian)(dian),既保證了手機(ji)最佳(jia)電(dian)(dian)(dian)量又不會導致過度充(chong)(chong)(chong)(chong)電(dian)(dian)(dian),增加了電(dian)(dian)(dian)池(chi)使用壽命。

AirVolt由TechNovator公司(si)開發,需(xu)要(yao)充(chong)(chong)(chong)(chong)電時只要(yao)將接(jie)收器(qi)插(cha)進手機,再將充(chong)(chong)(chong)(chong)電頭插(cha)上插(cha)座就能進行遠(yuan)程無線充(chong)(chong)(chong)(chong)電。最佳充(chong)(chong)(chong)(chong)電距(ju)離是9米之(zhi)內,而(er)最遠(yuan)距(ju)離可達12米,躲到(dao)屋里(li)任何一個角落都(dou)能充(chong)(chong)(chong)(chong)電!接(jie)收器(qi)和(he)充(chong)(chong)(chong)(chong)電頭體積都(dou)足夠小(xiao)，充(chong)(chong)(chong)(chong)電速度就比普通充(chong)(chong)(chong)(chong)電器(qi)慢一些。有Lightning或MicroUSB兩種接(jie)口選擇,滿(man)足不同需(xu)要(yao)。

4、電(dian)場耦合式(shi)

電(dian)(dian)場(chang)耦(ou)合(he)(he)式充電(dian)(dian)原理(li)：利用通(tong)過(guo)(guo)沿垂直(zhi)方向耦(ou)合(he)(he)兩組非對(dui)稱偶(ou)極(ji)子而產生的(de)感應電(dian)(dian)場(chang)來傳(chuan)輸電(dian)(dian)力。一(yi)般(ban)充電(dian)(dian)模塊是由2個非對(dui)稱偶(ou)極(ji)子按垂直(zhi)方向排列而成的(de)，這組偶(ou)極(ji)子各由供(gong)電(dian)(dian)部分(fen)和(he)接收部分(fen)的(de)活(huo)性炭(tan)電(dian)(dian)極(ji)和(he)接地電(dian)(dian)極(ji)組成。無(wu)線(xian)供(gong)電(dian)(dian)模塊就是通(tong)過(guo)(guo)這2個非對(dui)稱偶(ou)極(ji)子的(de)電(dian)(dian)場(chang)耦(ou)合(he)(he)而產生的(de)感應電(dian)(dian)場(chang)來供(gong)電(dian)(dian)的(de)。

電(dian)場耦合(he)方式的(de)特點(dian)大致有三(san)：①充電(dian)時可實現(xian)位置自(zi)由，②電(dian)極薄，③電(dian)極部的(de)溫度不(bu)會上升(sheng)。因此不(bu)僅能夠提(ti)供便(bian)利性，而且(qie)還可降(jiang)低系統成(cheng)本。目(mu)前已(yi)試制完成(cheng)為平板(ban)終端及電(dian)子書(shu)等便(bian)攜終端進(jin)行無線供電(dian)的(de)供電(dian)臺。

無(wu)線充電技(ji)術會(hui)因(yin)距(ju)(ju)離增(zeng)大(da)(da)使設備的(de)(de)耗(hao)(hao)能(neng)曾高。要實(shi)現(xian)遠距(ju)(ju)離大(da)(da)功率(lv)的(de)(de)無(wu)線電磁(ci)轉換，設備的(de)(de)耗(hao)(hao)能(neng)較高。所以,實(shi)現(xian)無(wu)線充電的(de)(de)高效率(lv)能(neng)量傳輸，是無(wu)線充電技(ji)術普及的(de)(de)首要問題。

無線充電的優點：

（1）便(bian)捷性：非接(jie)觸式，一(yi)(yi)對多充(chong)電(dian)與一(yi)(yi)般充(chong)電(dian)器(qi)相(xiang)比，減(jian)少(shao)了(le)插(cha)拔的麻煩(fan)，同(tong)時亦避免了(le)接(jie)口不適用(yong)，接(jie)觸不良等(deng)現象(xiang)，老(lao)年人也(ye)能很方便(bian)地(di)使用(yong)。一(yi)(yi)臺(tai)充(chong)電(dian)器(qi)可以(yi)(yi)對多個負(fu)載充(chong)電(dian)，一(yi)(yi)個家庭(ting)購買一(yi)(yi)臺(tai)充(chong)電(dian)器(qi)就可以(yi)(yi)滿足全家人使用(yong)。

（2）通用性：應用范(fan)圍廣只要使(shi)用同一種無(wu)線充(chong)電(dian)標準，無(wu)論哪(na)家廠商的哪(na)款(kuan)設(she)備均可(ke)進行無(wu)線充(chong)電(dian)。

（3）新(xin)穎(ying)性，用戶體驗(yan)好

（4）具有通用標準

主(zhu)流的無線充電標(biao)準(zhun)(zhun)(zhun)有：Qi標(biao)準(zhun)(zhun)(zhun)、pMA標(biao)準(zhun)(zhun)(zhun)、A4Wp標(biao)準(zhun)(zhun)(zhun)。

Qi標(biao)(biao)準(zhun)(zhun)：Qi標(biao)(biao)準(zhun)(zhun)是全球首(shou)個推(tui)動無(wu)(wu)(wu)線(xian)充(chong)(chong)(chong)電(dian)(dian)(dian)技術的標(biao)(biao)準(zhun)(zhun)化組織(zhi)——無(wu)(wu)(wu)線(xian)充(chong)(chong)(chong)電(dian)(dian)(dian)聯盟（WpC，2008年成立）推(tui)出的無(wu)(wu)(wu)線(xian)充(chong)(chong)(chong)電(dian)(dian)(dian)標(biao)(biao)準(zhun)(zhun)，其(qi)采用了目前最為主流的電(dian)(dian)(dian)磁感應技術，具備兼容性以及通用性兩(liang)大特點。只要是擁有Qi標(biao)(biao)識的產品，都可以用Qi無(wu)(wu)(wu)線(xian)充(chong)(chong)(chong)電(dian)(dian)(dian)器(qi)充(chong)(chong)(chong)電(dian)(dian)(dian)。2017年2月，蘋果加入(ru)WpC。

pMA標(biao)準(zhun)：pMA聯盟(meng)致力于為符合IEEE協會標(biao)準(zhun)的手(shou)機和電(dian)子(zi)設備(bei)，打(da)造無線供電(dian)標(biao)準(zhun)，在無線充(chong)電(dian)領(ling)(ling)域中具有領(ling)(ling)導(dao)地位。pMA也是采用電(dian)磁感應原理實現無線充(chong)電(dian)。目前(qian)已(yi)經有AT&T、Google和星巴克三家公司加盟(meng)了pMA聯盟(meng)。

A4Wp：AllianceforWirelesspower標準，2012年推出，目(mu)標是為包(bao)括便攜式(shi)電(dian)(dian)子產品和電(dian)(dian)動汽車(che)等在內的(de)電(dian)(dian)子產品無線(xian)充(chong)電(dian)(dian)設備設立技術(shu)標準和行(xing)業對話機制。A4Wp采用電(dian)(dian)磁共振原(yuan)理來實現無線(xian)充(chong)電(dian)(dian)。

無線充電的缺點：

（1）工作距離(li)短

目前(qian)的無(wu)線(xian)充電(dian)(dian)(dian)技術大多在短(duan)距離范(fan)圍內的近(jin)磁(ci)場對電(dian)(dian)(dian)子設備進行無(wu)線(xian)充電(dian)(dian)(dian)。因為無(wu)線(xian)電(dian)(dian)(dian)能傳輸(shu)的距離越遠，功率(lv)(lv)的耗(hao)損(sun)也(ye)就會越大，能量傳輸(shu)效率(lv)(lv)就會越低，且(qie)會導致(zhi)設備的耗(hao)能較高。

（2）轉換效率(lv)低，速度(du)慢

無線充(chong)電(dian)(dian)技術雖然簡單便捷，但是(shi)其硬傷在(zai)于(yu)緩慢的充(chong)電(dian)(dian)速(su)度和充(chong)電(dian)(dian)效(xiao)率(lv)。

（3）功耗較高(gao)，更加(jia)費電(dian)

隨(sui)著無(wu)線充電設備的距(ju)離和(he)功率的增大，無(wu)用(yong)功的耗損也就會越(yue)大。

（4）成本(ben)較高，維護消耗大(da)，不符合(he)標準會(hui)有安全隱患危(wei)險(xian)。