旭化成微電子株式會社（簡稱“AKM”）開發(fā)出面向小型二次電池（充電電池）的環(huán)境發(fā)電（能量收集Energy Harvesting）※1充電控制IC“AP4413系列（以下簡稱‘該產(chǎn)品’）”，并于2025年2月開始量產(chǎn)。

該產(chǎn)品采用AKM研發(fā)的的低功耗電壓監(jiān)控功能，即使在不穩(wěn)定的室內光等環(huán)境中發(fā)電也能兼顧電池的充電和系統(tǒng)的運行，并且在充電電池電量耗盡的情況下，也能使系統(tǒng)快速恢復。這將有助于實現(xiàn)無需更換電池和充電的系統(tǒng)的開發(fā)，使其應用于原本使用一次性電池（紐扣電池、干電池）和小型充電電池的低功耗設備。

能量收集IC“AP4413系列”

從“無需人工充電的便利性”和“減輕環(huán)境負荷與符合法規(guī)”這兩個角度來看，搭載小型充電電池并利用環(huán)境發(fā)電進行自主充電的系統(tǒng)，有望在智能遙控器、藍牙Tag和環(huán)境傳感器等原本使用一次性電池的設備中得到普及。

尤其在歐洲，2023年8月出臺了新的“電池法規(guī)（Regulation (EU) 2023/1542）”※2，對逐步淘汰一次性電池的可行性進行評估。這預示著今后向充電電池的轉換將更進一步。

據(jù)悉，AKM已開發(fā)并量產(chǎn)了能量收集IC，積累了產(chǎn)品技術和應用的技術訣竅※3※4。利用電能（電壓×電流）微弱且不穩(wěn)定的環(huán)境發(fā)電，為充電電池充電時，降低“充電控制IC自身的功率損耗”和減輕“過充過放對充電電池的負荷”很重要。同時，由于充電電池的特性，電量一旦耗盡（完全放電狀態(tài)），有時系統(tǒng)可能需要相當長的時間才能恢復。

該產(chǎn)品功耗低至52nA，可實現(xiàn)高效充電。同時，充電電池的種類不同，過充過放的電壓也不一樣，而AKM提供多樣化的產(chǎn)品陣容，支持多種電壓設置，以便根據(jù)充電電池的種類，選擇合適的產(chǎn)品。

即使在充電電池完全放電的情況下，通過將環(huán)境發(fā)電的電量預先儲存在電容器中，可以實現(xiàn)向電池充電，同時維持系統(tǒng)的運行。

采用AP4413系列的系統(tǒng)結構示意圖和完全放電時的運行機制

【該產(chǎn)品特點】

1、電壓監(jiān)控功能：通過監(jiān)控充電電池的電壓，防止過度充放電。共4款產(chǎn)品，擁有不同的過充過放電壓設置，可根據(jù)充電電池的特性選擇合適的產(chǎn)品。

2、52nA（在1μA電流條件下，充電效率約為94.8%）的低功耗設計。減少功率損耗，提高充電效率。

在等待充電電池充電期間，先給電容器充電，從而兼顧電池充電和系統(tǒng)運行。

關于該產(chǎn)品詳情，可參考旭化成微電子的能量收集解決方案。

通過旭化成微電子的能量收集IC，收集水、室內光和體溫等周圍環(huán)境中的微弱能源，可使電子設備運行。

用幾滴水滴發(fā)電的應用演示

※1 能量收集：利用周圍環(huán)境中的光能、震動、熱能和電波等各種微弱的能量發(fā)電的技術。

※2 電池法規(guī)（Regulation (EU) 2023/1542

※3 能量收集DC/DC轉換器被Fujikura Composites公司采用，用于無電池液體檢測傳感器（2024年10月9日）

※4 利用尿液中的水分進行環(huán)境發(fā)電，提示尿濕的智能紙尿褲

關于旭化成：

旭化成集團創(chuàng)立于1922年，是總部位于日本的綜合化學制造商，曾入選世界500強。在全球20多個國家和地區(qū)開展業(yè)務，旭化成集團2023財年集團銷售總額約為184億美元，員工總人數(shù)約5萬。

旭化成的在華業(yè)務始于1988年，目前業(yè)務主要分為4大部分：環(huán)境解決方案（LiB材料、離子交換膜等）、移動&產(chǎn)業(yè)（工程塑料、汽車內飾材料等）、生活革新（紡織品、電子材料·元件、印刷用感光性樹脂版、食品包裝膜等）、健康（除病毒過濾器等）。目前旭化成在中國有法人公司20多家，員工約3000人。