旭化成微電子株式會(huì)社（簡(jiǎn)稱(chēng)“AKM”）開(kāi)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(jiǎn)稱(chēng)‘該產(chǎn)品’）”，并于2025年2月開(kāi)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(nèi)光等環(huán)境中發(fā)電也能兼顧電池的充電和系統(tǒng)的運(yùn)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(fù)。這將有助于實(shí)現(xiàn)無(wú)需更換電池和充電的系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)，使其應(yīng)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(shè)備。
能量收集IC“AP4413系列”
從“無(wú)需人工充電的便利性”和“減輕環(huán)境負(fù)荷與符合法規(guī)”這兩個(gè)角度來(lái)看，搭載小型充電電池并利用環(huán)境發(fā)電進(jìn)行自主充電的系統(tǒng)，有望在智能遙控器、藍(lán)牙Tag和環(huán)境傳感器等原本使用一次性電池的設(shè)備中得到普及。
尤其在歐洲，2023年8月出臺(tái)了新的“電池法規(guī)（Regulation (EU) 2023/1542）”※2，對(duì)逐步淘汰一次性電池的可行性進(jìn)行評(píng)估。這預(yù)示著今后向充電電池的轉(zhuǎn)換將更進(jìn)一步。
據(jù)悉，AKM已開(kāi)發(fā)并量產(chǎn)了能量收集IC，積累了產(chǎn)品技術(shù)和應(yīng)用的技術(shù)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(shí)，降低“充電控制IC自身的功率損耗”和減輕“過(guò)充過(guò)放對(duì)充電電池的負(fù)荷”很重要。同時(shí)，由于充電電池的特性，電量一旦耗盡（完全放電狀態(tài)），有時(shí)系統(tǒng)可能需要相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間才能恢復(fù)。
該產(chǎn)品功耗低至52nA，可實(shí)現(xiàn)高效充電。同時(shí)，充電電池的種類(lèi)不同，過(guò)充過(guò)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(shè)置，以便根據(jù)充電電池的種類(lèi)，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(guò)將環(huán)境發(fā)電的電量預(yù)先儲(chǔ)存在電容器中，可以實(shí)現(xiàn)向電池充電，同時(shí)維持系統(tǒng)的運(yùn)行。
采用AP4413系列的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖和完全放電時(shí)的運(yùn)行機(jī)制
【該產(chǎn)品特點(diǎn)】
1、電壓監(jiān)控功能：通過(guò)監(jiān)控充電電池的電壓，防止過(guò)度充放電。共4款產(chǎn)品，擁有不同的過(guò)充過(guò)放電壓設(shè)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(shè)計(jì)。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(yùn)行。
關(guān)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(guò)旭化成微電子的能量收集IC，收集水、室內(nèi)光和體溫等周?chē)h(huán)境中的微弱能源，可使電子設(shè)備運(yùn)行。
用幾滴水滴發(fā)電的應(yīng)用演示
※1 能量收集：利用周?chē)h(huán)境中的光能、震動(dòng)、熱能和電波等各種微弱的能量發(fā)電的技術(shù)。
※2 電池法規(guī)（Regulation (EU) 2023/1542
※3 能量收集DC/DC轉(zhuǎn)換器被Fujikura Composites公司采用，用于無(wú)電池液體檢測(cè)傳感器（2024年10月9日）
※4 利用尿液中的水分進(jìn)行環(huán)境發(fā)電，提示尿濕的智能紙尿褲
關(guān)于旭化成：
旭化成集團(tuán)創(chuàng)立于1922年，是總部位于日本的綜合化學(xué)制造商，曾入選世界500強(qiáng)。在全球20多個(gè)國(guó)家和地區(qū)開(kāi)展業(yè)務(wù)，旭化成集團(tuán)2023財(cái)年集團(tuán)銷(xiāo)售總額約為184億美元，員工總?cè)藬?shù)約5萬(wàn)。
旭化成的在華業(yè)務(wù)始于1988年，目前業(yè)務(wù)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(dòng)&產(chǎn)業(yè)（工程塑料、汽車(chē)內(nèi)飾材料等）、生活革新（紡織品、電子材料·元件、印刷用感光性樹(shù)脂版、食品包裝膜等）、健康（除病毒過(guò)濾器等）。目前旭化成在中國(guó)有法人公司20多家，員工約3000人。
