由于技术进步和印刷电路板 (PCB) 的小型化，物联网 (IoT) 已成为各个行业的常态，包括交通、医疗保健、智能家居、农业、可穿戴设备等。它无缝融入我们的日常生活。

一些物联网设备（例如可穿戴设备和传感器）采用电池供电且功耗较低。此功能确保了其便携性，无需直接电源。然而，这也限制了它们的使用寿命。因此，工程师必须在测试过程中优先考虑对设备电池进行全面监控。优化电池寿命对于提高可靠性和使用寿命至关重要。现在使用最普遍的莫过于锂离子电池和锂离子聚合物电池，在锂电池的帮助下，移动电子设备能够可在小尺寸的电池里储存尽可能多的电量，并通过高输出充放电。在移动电子设备更新换代极快的现在，锂离子电池对于移动电子设备来说也不是没有任何瑕疵的。

电池寿命是个问题

由于技术进步和印刷电路板 (PCB) 的小型化，物联网 (IoT) 已成为各个行业的常态，包括交通、医疗保健、智能家居、农业、可穿戴设备等。它无缝融入我们的日常生活。一些物联网设备（例如可穿戴设备和传感器）采用电池供电且功耗较低。此功能确保了其便携性，无需直接电源。然而，这也限制了它们的使用寿命。

因此，工程师必须在测试过程中优先考虑对设备电池进行全面监控。优化电池寿命对于提高可靠性和使用寿命至关重要。

可穿戴设备、移动电子设备这些泛IoT设备中的电池发展正在向更小的尺寸和更大容量发展。锂离子电池在这一方面做得已经不错了，但是因为电解质材料（可燃性有机溶剂）的原因，其弊端大家也都或多或少感受过。

首先是在低温时，这些设备的耗电极快，需要频繁充电，这一点想必大家都深有体会。这是因为液体电解质在低温环境下离子移动会变得迟钝，电池性能会下降，电压也会下降。相对的，高温环境同样不适合锂离子电池，电池发热也是常被诟病的问题。甚至极端一点的情况，因为电解质材料里有可燃性有机溶剂，一旦电池受到来自外界的剧烈冲击或者电池内部发生短路，发热最严重时甚至可能会起火。

这些弊端是材料本身的特性，为了解决这些使用隐患，业内开始尝试使用不燃固态材料代替原本的可燃性有机溶剂，这种电池被称为全固态电池。

应对物联网电池测试的复杂性

测试物联网设备电池的复杂性源于多种因素。一个关键的考虑因素涉及环境条件对电池寿命的影响。

鉴于这些设备部署在温度波动的环境中，物联网设备必须适应不同的环境，包括极冷或极热。这种极端环境可能会严重影响物联网设备的电池寿命。电池在高温下充电或放电可以加速电池内部的化学反应，降低其内阻，提高其性能和存储容量，而长时间暴露在高温下会导致加速老化，缩短电池的使用寿命。当物联网设备在极冷环境下运行时也是如此；电池温度下降增加内阻。这是因为离子的运动、它们的传输速率以及电池内电极和电解质之间的整体化学反应在低温下都会减少。

这意味着更高的内阻，使得充电和放电变得困难。这反过来又减少了电池可以产生或存储的能量。因此，在不同的工作条件下彻底测试或模拟电池以确保其可靠性至关重要。

在现实环境中测试产品至关重要，包括模拟设备应对网络覆盖不佳的情况。这种情况需要不断地重传数据才能实现成功的数据传输。

重传的频率与功耗的增加和电池的加速消耗直接相关。因此，大多数物联网设备采用不同的模式，例如睡眠、活动和空闲模式，以延长电池寿命。每种模式都表现出不同的功耗曲线，因此需要对各种电源状态下的设备电池寿命进行全面模拟，以准确确定整体电池性能。

测试物联网设备电池的另一个挑战是它们的尺寸小。制造商通常使用容量有限的小型电池来保持物联网设备的轻便和紧凑。这使得准确测试电池寿命变得具有挑战性。

全固态电池优势

全固态电池的部件均为固态，正极和负极之间电解质为固体，离子直接在固态电解质材料内部移动，不再需要隔膜隔离开正负极。固态电解质的难度在于材料，很长一段时间，业内都没有找到能让足够的电向电极流动的固体材料。随着固态电解质材料的突破，全固态电池的开发开始走上快车道。

通过将电解质从液体变为固体，首先解决了低温与高温耐受问题，固态电解质中离子受低温影响的程度会减弱很多，不会影响到电池性能。高温发热这一点同样有着显著的优化，而且因为不再含有可燃材料，安全系数大大提升。耐高温带来的另一个好处是，固态电池在充电时不会因充电功率的提升而出现明显的过热，相关的快充技术能够更好地应用在固态电池上而不用担心安全风险。

锂离子电池依靠化学反应来提供电能，随着反应次数增多，不可避免地会发生老化。全固态电池同样会发生老化，但因为离子转移过程并不和化学反应挂钩，其老化速度远低于液态电解质。使用全固态电池的移动设备在寿命上会更具优势。

现在为了更高的电池输出，固态电解质材料一直在取得突破。比如汽车固态电池中的硫化物电解质，不过这种材料会产生有毒气体，降低了安全性。IoT设备安全性向来很受重视，为了在不降低安全性的前提下提高电池容量，氧化物陶瓷材料的固态电池提供了一个不错的思路。

这种氧化物陶瓷材料，使用类似MLCC多层一体化的制作工艺，但工艺里的细节却完全不同。在电极之间添加陶瓷材料导电体的构造，听起来容易，但制造起来却异常麻烦，所以目前市面上只有少数厂商才能实现。

这种氧化物陶瓷固态电池，兼顾了安全性和高能量密度，能够让可穿戴设备、移动电子设备这些泛IoT设备发挥出更大作用。首先其耐热性大幅增强，很多环境严苛的场景里原本无法使用的IoT设备得以进入其中发挥作用。其次充电功率的提升让IoT设备不再为电量担忧。当然，其更高的可靠性也让IoT设备更加安全。