摘要：在科技飞速发展的当下，物联网设备如雨后春笋般涌现，智能家居中的智能灯泡、智能门锁，工业领域里的各类传感器，以及人们日常佩戴的智能手表、健身追踪器等可穿戴设备，已然成为我们生活和生产中不可或缺的一部分。据相关数据显示，全球物联网设备连接数量在过去几年呈现爆发式增

一、物联网设备普及背后的电源挑战

（一）传统电源的瓶颈与物联网设备需求升级

在科技飞速发展的当下，物联网设备如雨后春笋般涌现，智能家居中的智能灯泡、智能门锁，工业领域里的各类传感器，以及人们日常佩戴的智能手表、健身追踪器等可穿戴设备，已然成为我们生活和生产中不可或缺的一部分。据相关数据显示，全球物联网设备连接数量在过去几年呈现爆发式增长，预计在未来几年还将持续攀升。

然而，这些物联网设备的广泛应用，也让传统电源的弊端愈发凸显。以传统锂离子电池为例，其内部的液态电解质存在着诸多问题。在日常使用中，液态电解质容易发生泄漏，一旦出现这种情况，不仅会影响电池的性能，还可能对设备造成损坏，甚至引发安全隐患。当设备处于高温环境时，传统锂离子电池的安全性更是令人担忧，有较高的起火、爆炸风险。并且，随着物联网设备功能的不断丰富，对电源能量密度的要求也越来越高，而传统锂离子电池的能量密度逐渐逼近瓶颈，难以满足设备长期稳定运行的需求。

在多设备协同的复杂场景下，电源管理的难度大幅提升。不同设备的功耗需求各异，工作时间也不统一，如何合理分配电源，确保各个设备都能正常运行，成为了一个亟待解决的问题。在智能家居系统中，智能音箱、智能摄像头、智能窗帘等设备同时运行时，传统电源难以实现高效的电源管理，这就迫切需要一种小型化、低功耗、高可靠性的新型电源来满足物联网设备的需求。

（二）连接技术迭代对电源系统的新要求

随着物联网技术的不断发展，BLE（低功耗蓝牙）等无线通信技术逐渐普及，为物联网设备的无线化、智能化演进提供了有力支持。BLE 技术凭借其低功耗、短距离通信、成本低等优势，在物联网领域得到了广泛应用。在智能医疗领域，可穿戴的健康监测设备通过 BLE 技术将采集到的心率、血压等数据实时传输到手机或其他终端设备上，方便用户随时了解自己的健康状况；在工业物联网中，传感器通过 BLE 技术将设备运行状态数据传输给控制器，实现对工业设备的远程监控和管理。

然而，传统电源与通信模块相互分离的设计方式，在面对连接技术迭代时，暴露出了诸多问题。由于电源和通信模块各自独立工作，在数据传输过程中，能量损耗较大，这不仅降低了设备的整体能效，还缩短了电池的使用寿命。而且，这种分离设计导致设备的集成度较低，占用空间较大，不利于物联网设备向小型化、轻量化方向发展。为了实现物联网设备的高效运行和便捷使用，电源与连接技术的深度协同优化势在必行。

二、固态电池：重构物联网电源底层逻辑

（一）固态电池核心优势解析

面对传统电源的诸多困境，固态电池应运而生，它凭借着一系列独特的优势，为物联网设备电源问题提供了全新的解决方案。

从安全性方面来看，固态电池实现了颠覆性的突破。传统电池的液态电解质犹如一颗 “定时炸弹”，易燃的特性使得电池在使用过程中存在着严重的安全隐患，漏液、短路起火等事故时有发生。而固态电池采用固态电解质替代了易燃的液体电解质，从根本上消除了这些风险。固态电池的工作温度范围得到了极大的扩展，能够在 - 20℃~85℃的环境下稳定工作。这一特性使得它在各种严苛的环境中都能大显身手，无论是在高温的烤箱内部，还是在工业生产中的高温环境里，固态电池都能确保设备的安全运行。就像 TDK CeraCharge 电池在 CookPerfect 烤肉温度计中的应用，在高温的烤箱环境下，它能够稳定工作，确保没有化学泄漏，为用户提供了安全可靠的使用体验 。

在能量密度与寿命方面，固态电池同样表现出色。固态电解质的特性使得电池能够支持更高的压实密度，这意味着在相同的体积下，固态电池能够存储更多的能量，其能量密度较传统电池提升了 30% 以上。而且，固态电池的离子传导路径更加稳定，在充放电过程中，离子能够更加顺畅地移动，减少了电池内部的损耗，从而使得电池的循环寿命延长至 2000 次以上。这样一来，设备更换电池的频率大大降低，不仅节省了成本，还提高了设备的使用便利性。以智能电表为例，使用固态电池后，其更换电池的周期大幅延长，降低了维护成本，提高了电力监测的稳定性。

固态电池的微型化设计更是为物联网设备的发展注入了新的活力。基于积层陶瓷技术的 SMD 型固态电池，尺寸小巧，如 CeraCharge 电池直径仅 3.7mm。如此微小的尺寸，使得它可以直接集成到传感器、可穿戴设备的 PCB 板上，无需占用额外的空间。这不仅释放了设备内部的空间，还为设备的小型化、轻量化设计提供了可能，推动了 “芯片级” 电源解决方案的落地。在智能手表中，固态电池可以与其他组件紧密集成，使得手表的体积更小、佩戴更加舒适，同时还能保证续航能力。

（二）固态电池商业化进程与市场前景

随着技术的不断进步，固态电池的商业化进程也在稳步推进。目前，全球首款全陶瓷固态 SMD 电池已成功实现量产，这标志着固态电池从实验室走向市场迈出了重要的一步。市场研究机构预测，到 2030 年，小型固态电池市场规模将达到百亿级，展现出了巨大的市场潜力。

在实际应用中，固态电池在智能仪表、实时时钟（RTC）、医疗传感器等低功耗设备中的渗透率正在快速提升。在智能电网中，智能电表采用固态电池后，能够实现长期稳定的运行，准确记录电量数据，为电力公司和用户提供可靠的计量服务；在医疗领域，可穿戴的医疗传感器使用固态电池，能够长时间监测患者的生命体征，并通过无线通信技术将数据传输给医生，为远程医疗提供了有力支持。固态电池正逐渐成为物联网终端 “去有线化” 的关键支撑，为实现物联网设备的广泛应用和便捷使用奠定了坚实的基础。

三、BLE 技术：打造低功耗智能连接网络

（一）BLE 在物联网中的独特优势

在物联网蓬勃发展的浪潮中，BLE 技术凭借其独特的优势，成为了物联网设备连接的关键技术之一，与固态电池相得益彰，共同推动着物联网的发展。

在功耗方面，BLE 堪称 “节能标兵”，其工作电流低至数微安，这一特性使得它在物联网设备中大放异彩。BLE 支持深度睡眠、休眠等多种功率模式，在设备不进行数据传输时，能够进入低功耗状态，大大降低了能耗。当智能手环处于待机状态时，BLE 模块可以进入深度睡眠模式，只有在检测到用户有操作或者需要传输数据时才会被唤醒，配合高能量密度的固态电池，可实现设备数年续航，彻底解决了传统蓝牙设备的 “续航焦虑” 问题，让智能手环从每日充电的繁琐中解脱出来，实现向季度充电的转变，为用户带来了极大的便利。

在组网和互操作性上，BLE 表现出了极高的灵活性。它支持一对一、一对多及网状网络（Mesh）拓扑结构，单个网络可连接数百个设备，能够满足不同场景下的设备连接需求。在智能家居场景中，一个智能网关可以通过 BLE 技术连接多个智能灯泡、智能插座、智能摄像头等设备，实现家庭设备的互联互通。BLE 还兼容主流智能手机的蓝牙协议，这意味着用户无需额外购买网关等设备，就可以通过手机快速实现设备的配网与数据透传。用户只需打开手机蓝牙，搜索并连接智能设备，即可完成配网过程，轻松实现对设备的控制和数据查看，极大地降低了用户的使用门槛。

成本与可靠性也是 BLE 的两大亮点。相比 Wi-Fi、Zigbee 等其他无线通信技术，BLE 模块的成本降低了 50% 以上，这使得物联网设备的生产成本大幅下降，更易于大规模推广应用。BLE 的传输距离可达 100 米，误码率低于 0.1%，即使在家庭、工业厂房等复杂环境下，也能保证稳定的连接，确保数据的准确传输。在工业厂房中，各种设备众多，信号干扰复杂，BLE 技术能够在这样的环境中稳定运行，实现设备之间的数据传输和控制指令的下达，为工业自动化生产提供了可靠的通信保障。

（二）BLE 技术升级驱动场景创新

随着科技的不断进步，BLE 技术也在持续升级，为物联网应用场景的创新提供了强大的动力。蓝牙 5.0 及以上版本的出现，更是让 BLE 技术实现了质的飞跃。蓝牙 5.0 将传输速率提升至 2Mbps，是上一代标准的两倍，这使得设备之间的数据传输更加迅速。配合边缘计算的本地化数据处理能力，BLE 技术能够实现实时监控、设备联动等更多高级功能，推动了物联网应用场景的不断拓展。

在智能家居领域，BLE Mesh 技术的应用让家居设备的联动变得更加智能和高效。通过 BLE Mesh，灯光、温控器、安防传感器等设备可以实现毫秒级响应协同，构建出一个无延迟的智能空间。当用户进入房间时，安防传感器检测到人体信号，通过 BLE Mesh 网络迅速将信号传输给灯光和温控器，灯光自动亮起，温控器根据用户的习惯调整室内温度，整个过程一气呵成，为用户带来了极致的智能体验。在智能办公场景中，BLE 技术可以实现设备的自动连接和数据共享，提高办公效率。员工进入办公室后，手机、电脑、打印机等设备通过 BLE 技术自动连接，员工可以直接在手机上打印文件，无需繁琐的设置和连接过程，大大节省了时间。

四、协同创新：固态电池 + BLE 重构物联网生态

（一）典型应用场景解析

智能家居：无线化与自维持系统

在智能家居领域，固态电池与 BLE 技术的结合，正悄然改变着我们的生活方式。搭载固态电池的智能门锁，凭借其长续航的优势，一次更换电池后，使用寿命可达 5 年以上，彻底告别了频繁更换电池的烦恼。智能门锁通过 BLE 连接至智能家居中枢，用户可以通过手机 APP 远程控制门锁的开关，还能实时查看门锁的使用记录，为家庭安全提供了全方位的保障。

环境传感器也是智能家居中的重要组成部分，它们能够实时监测室内的温度、湿度、空气质量等环境参数。这些传感器搭载固态电池后，无需频繁更换电池，能够长期稳定地运行。通过 BLE 技术，环境传感器将采集到的数据传输至智能家居中枢，中枢根据这些数据自动调节空调、加湿器、空气净化器等设备的运行状态，实现室内环境的智能调节。配合光照、人体感应触发机制，当有人进入房间时，灯光自动亮起；当室内光线充足时，灯光自动熄灭，实现了 “采集 - 传输 - 控制” 全链路低功耗运行，构建出真正的 “无源物联网” 雏形，让家居生活更加便捷、舒适。

工业物联网：严苛环境下的可靠监测

在工业物联网领域，固态电池和 BLE 技术的协同作用，为工业生产的高效运行和设备维护提供了有力支持。在石油钻井平台等恶劣的工业环境中，设备需要在高温、高压、强腐蚀等极端条件下运行，对电源和连接技术的要求极高。固态电池支持 - 40℃~125℃宽温工作，能够在这样的严苛环境中稳定供电，确保设备的正常运行。BLE 模块抗干扰能力强，可实时回传设备振动、温湿度数据，工程师通过这些数据能够及时发现设备的潜在故障，进行预测性维护，有效降低了设备的停机损失，提高了工业生产的效率和可靠性。

在冷链仓储场景中，温度的精确控制对于货物的保鲜至关重要。固态电池和 BLE 技术的应用，使得冷链仓储中的温度传感器能够实时监测货物的温度，并将数据传输至监控中心。一旦温度出现异常，监控中心能够及时发出警报，工作人员可以采取相应的措施进行调整，确保货物的质量和安全。

可穿戴与医疗设备：微型化与安全性优先

在可穿戴和医疗设备领域，固态电池和 BLE 技术的结合，为用户的健康管理和医疗监测带来了极大的便利。集成固态电池的智能手表，不仅实现了 7 天续航，满足了用户日常使用的需求，还凭借其小巧的体积，佩戴更加舒适。智能手表通过 BLE 低功耗传输心率、血糖等健康数据至手机或其他终端设备，用户可以随时了解自己的健康状况。

医疗贴片传感器在医疗领域发挥着重要作用，它们能够实时监测患者的生命体征。这些传感器集成固态电池后，体积更小，更易于佩戴。通过 BLE 技术，医疗贴片传感器将监测到的数据传输给医生或患者家属，实现了远程医疗监测。固态电池的无泄漏特性满足了医疗级安全标准，为患者的健康提供了可靠的保障，推动了移动健康设备的普及，让医疗监测更加便捷、高效。

（二）技术融合带来的产业变革

固态电池与 BLE 技术的深度融合，催生了 “电源即连接” 的创新设计理念。在过去，设备制造商在开发智能终端时，需要分别考虑电源和连接技术，这不仅增加了研发的难度和成本，还延长了产品的开发周期。而现在，通过标准化固态电池 + BLE 模组，设备制造商可以快速开发智能终端，将更多的精力投入到产品功能的优化和创新上，大大降低了研发成本，提高了产品的上市速度。

这种技术融合还使得数据采集节点的部署门槛大幅下降。在农业领域，通过在农田中部署搭载固态电池和 BLE 模块的土壤湿度传感器、气象传感器等设备，农民可以实时了解农田的环境参数，实现精准灌溉和施肥，提高农作物的产量和质量。在物流行业，通过在货物上安装智能标签，利用固态电池和 BLE 技术实现货物的实时定位和追踪，提高了物流的效率和管理水平。固态电池与 BLE 技术的协同创新，正在加速农业、物流等传统行业的物联网改造，为这些行业的发展注入新的活力，推动整个物联网产业迈向新的发展阶段。

五、未来展望：开启智能连接新纪元

（一）技术演进方向

展望未来，固态电池和 BLE 技术都将朝着更加卓越的方向不断演进。在固态电池领域，提升能量密度仍然是关键的发展目标之一。科研人员正致力于研发新型的固态电解质材料和电极材料，力求将固态电池的能量密度提升至 1000μAh 以上。这一突破将使得物联网设备在更小的体积内存储更多的能量，进一步延长设备的续航时间，为设备的长时间稳定运行提供更强大的能源支持。

除了能量密度的提升，固态电池的柔性化发展也备受关注。随着可穿戴设备、柔性电子器件等新兴领域的快速发展，对柔性电源的需求日益增长。固态电池有望通过材料创新和结构设计，实现柔性化生产，使其能够贴合各种不规则的表面，为这些新兴领域的发展注入新的活力。想象一下，未来的智能服装中可以内置柔性固态电池，为服装上的各种传感器和电子元件供电，实现对人体健康数据的实时监测和分析；或者在可折叠的电子设备中，使用柔性固态电池，确保设备在折叠和展开过程中都能正常供电，为用户带来更加便捷和多样化的使用体验。

在 BLE 技术方面，频段拓展和定位精度提升将是重要的发展方向。目前，BLE 主要工作在 2.4GHz 频段，未来有望实现与 Sub-1GHz 频段的融合。这种融合将充分发挥两个频段的优势，2.4GHz 频段具有传输速率高、抗干扰能力强的特点，适合短距离、高速率的数据传输；而 Sub-1GHz 频段则具有传输距离远、绕射能力强的优势，能够满足物联网设备在更广范围内的通信需求。通过频段融合，BLE 技术将能够在不同的应用场景中灵活切换频段，实现更高效、更稳定的通信。

定位精度的提升也是 BLE 技术发展的重要目标。当前，BLE 的定位精度一般在数米级别，未来将朝着厘米级精度迈进。这一进步将使得 BLE 技术在室内定位、资产追踪等领域发挥更大的作用。在大型商场中，消费者可以通过手机上的应用程序，利用 BLE 技术实现厘米级的室内定位，快速找到自己想要购买的商品所在位置；在物流仓库中，通过 BLE 技术对货物进行厘米级定位，可以实现对货物的精准管理和快速调度，提高物流效率。

（二）产业生态重塑

随着固态电池与 BLE 技术的不断成熟和融合发展，整个物联网产业生态也将迎来重塑。TDK、康舒科技等行业领先企业已经敏锐地捕捉到了这一发展趋势，纷纷加速在固态电池和 BLE 领域的布局。它们通过技术研发、产品创新和市场拓展，不断推出更加完善的固态电池与 BLE 协同方案，为物联网终端设备的发展提供了有力的支持。

在未来，固态电池与 BLE 的协同方案有望成为物联网终端的标配。这一趋势将带动智能家居、工业自动化等市场的爆发式增长。预计到 2025 年，智能家居和工业自动化市场规模将突破万亿，迎来更加广阔的发展空间。在智能家居领域，更多的智能设备将实现无线化和智能化，通过固态电池和 BLE 技术的协同工作，实现设备之间的互联互通和智能控制。智能窗帘、智能空调、智能扫地机器人等设备将能够根据用户的习惯和环境变化自动运行，为用户打造一个更加舒适、便捷的家居环境。

对于消费者而言，固态电池与 BLE 技术的融合将带来更便捷、更可靠的智能设备体验。智能设备的续航时间将大幅延长，用户无需频繁充电，真正实现设备的 “随时可用”。设备之间的连接将更加稳定、快速，数据传输更加高效，用户在使用智能设备时将感受到更加流畅和智能的交互体验。无论是在家中控制各种智能设备，还是在外出时通过手机远程监控和管理设备，都将变得更加轻松和便捷。

固态电池与 BLE 的深度融合，不仅是电源与连接技术的简单叠加，更是物联网终端从 “功能型” 向 “智能型” 进化的关键跳板。随着技术成熟与成本下降，这场始于电源的变革，终将推动整个物联网产业迈入低功耗、高可靠、全连接的新时代。在这个新时代里，物联网设备将无处不在，它们将以更加智能、便捷的方式融入我们的生活和生产中，为我们创造更加美好的未来。

在工业自动化领域，更多的设备将实现远程监控和智能化管理，通过固态电池提供稳定电力，BLE技术实现数据传输，大幅提高生产效率和质量，降低人力成本和设备故障率。 企业通过实时掌握设备运行状态，能及时调整生产策略，优化生产流程，从而在激烈的市场竞争中占据优势，推动工业领域向智能化、高效化方向持续迈进。 这种智能化升级不仅局限于大型工业企业，中小企业也能凭借固态电池与BLE技术的协同，以较低成本实现生产环节的数字化转型，从而在行业中获得新的竞争力，进一步推动工业自动化在整个产业界的普及与深化。 而在智能农业方面，传感器借助固态电池与BLE技术，能够精准监测土壤墒情、作物生长状况等信息，助力农民科学种植，提高农业产出的同时，减少资源浪费，为农业可持续发展注入强大动力，全方位拓展物联网技术在各行业的应用边界。 在交通出行领域，汽车、自行车等交通工具上的智能设备也将受益于固态电池与BLE技术。汽车中的胎压监测系统、智能钥匙等，使用固态电池可减少更换电池的频率，BLE技术则能实现与手机等设备的便捷连接，为驾驶者提供更贴心的服务；共享单车通过搭载固态电池和BLE模块，能更精准地定位车辆位置，方便用户查找和使用，提升出行体验，进一步拓宽了物联网技术在出行场景中的应用版图 。 在消费电子领域，耳机、音箱等产品采用固态电池与BLE技术，续航更持久，连接更稳定，能为用户带来沉浸式的音频体验，推动消费电子产品向更便携、更智能的方向发展，进一步丰富了物联网在日常生活中的应用场景。 从各个行业的应用实例可以看出，固态电池与BLE技术的融合，正以不可阻挡之势，全方位重塑着不同产业的发展格局，为物联网时代的全面繁荣奠定坚实基础。 这些应用场景充分展示了固态电池与BLE技术融合的巨大潜力，也预示着物联网产业即将迎来一场全面且深刻的变革。 随着时间推移，这种融合还将不断催生新的应用场景与商业模式，持续为各行业赋能，助力构建万物互联的智能世界。

来源：叁鑫新材氧化锆珠