很多工业传感器和独立测量设备功耗并不高，但维护起来并不一定简单。安装在管道、设备内部、高温区域或者密封外壳中的传感节点，可能几年才需要更换一次电池，可一旦真正到了更换周期，现场人员仍然需要停机、开盖、拆卸或者重新进行密封处理。8月25日，日本麦克赛尔宣布开发一款支持无线充电的全固态电池模块，尺寸对应工业设备中较常见的1/2AA型锂亚硫酰氯电池，也就是通常所说的ER电池。新模块外形尺寸为直径14.5毫米、高25.2毫米，内部集成全固态电池、无线充电电路和升压电路，输出电压保持在3.6V，并分别提供最高125℃和150℃环境使用规格。与今年1月公布的ER电池尺寸兼容全固态电池模块相比，这次最大的变化，是进一步加入了无线充电能力，希望减少设备反复拆卸和电池更换带来的维护工作。

ER电池长期用于工业控制设备备份、智能电表、数据记录器和IoT传感节点，其中一个重要原因就是自放电较低，适合长期小电流工作。但它本质上属于一次电池，电量耗尽后仍然需要更换。对于安装在普通控制柜里的设备，这个问题并不突出，打开柜门换一只电池通常不会耗费太多时间；如果设备安装在高处、密闭容器内部、食品设备、高温装置或者不方便经常接近的位置，更换一只电池可能意味着停机、拆卸、防水处理甚至重新进行运行确认。设备数量增加之后，原本几年一次的维护工作也会变成一项长期维护成本。麦克赛尔此次开发的方案正是针对这一类应用，通过可重复充电的全固态电池替代一次性ER电池，并利用无线方式完成充电，使设备外壳不必为了设置传统充电接口而专门开孔。

这类结构对于工业设备而言，实际意义并不只是省掉一个电池盖。很多现场设备之所以采用密封结构，是因为内部电子部件必须与水汽、清洗液、粉尘或者腐蚀性环境隔离。食品机械、室外仪表和部分过程设备一旦为了充电增加USB、DC插座或者其他外露接口，就需要重新考虑防水、防尘和密封可靠性。无线充电把能量通过外壳传入设备内部，理论上可以减少机械开口，从而更容易维持完整密封结构。不过，麦克赛尔也明确说明，无线充电能否使用会受到设备外壳材料影响，专用充电器还需要针对客户设备进行设计，因此目前不能把这款模块理解成购买后直接替换所有1/2AA ER电池即可无线充电的通用产品。实际导入仍然需要设备厂在结构、充电位置和热环境方面进行匹配设计。

耐热能力是这次产品另一个更值得工业市场关注的地方。普通消费电子设备中的电池很少需要长期面对100℃以上环境，但工业传感和过程检测并不一样。在食品杀菌、炉体附近、工业加热设备以及某些封闭机械内部，传感器自身可能需要跟随工艺进入高温环境。传统电池一旦超过允许温度范围，不仅寿命明显缩短，还可能无法继续使用。麦克赛尔此次分别设置125℃和150℃规格，说明全固态电池正在尝试进入传统锂离子电池较难长期覆盖的高温测量领域。公司此前已经开始提供150℃对应全固态电池样品，并将全固态电池应用到工业机器人以及工业设备备用电源模块中，因此这次新品并不是完全独立的一次技术展示，而是在现有高温工业电源技术基础上继续向标准尺寸模块推进。

目前麦克赛尔已经与House Foods开展可行性验证，研究把这一模块用于蒸煮食品杀菌过程中的温度记录器。食品杀菌设备是一个很典型的应用例子：温度记录器需要随产品一起进入高温、高湿环境，既要保持足够耐热能力，又要防止水汽进入内部电子部分。如果每次电池耗尽都需要打开壳体更换，长期使用后密封结构本身也会承受反复拆装。采用可无线充电的高温电池后，设备可以在不打开外壳的情况下补充电量，这种思路如果验证成熟，不仅可以用于食品温度记录，也可能延伸到其他高温数据记录器和封闭式工业传感节点。需要注意的是，目前该应用仍然属于联合可行性研究，并不是已经大规模量产部署的成熟案例。

对于工业IoT设备来说，供电方式一直是决定传感器能不能真正长期部署的重要条件。很多工厂希望增加温度、振动、压力或者设备运行状态检测，但并不是每个位置都适合重新铺设电源线。如果采用无线传感器，安装会方便很多，随后却必须面对电池寿命和维护问题。一台无线传感器三年换一次电池看起来并不频繁，可当工厂部署几百甚至几千个节点以后，每年都会有一批设备进入维护周期，而且设备安装位置越分散，人工巡检和更换成本越高。因此，工业无线传感的发展并不只是通信协议和传感精度的问题，长期供电方式同样决定系统最终是否容易维护。

全固态电池在这一类场景中的优势，也不能简单理解成“使用寿命无限延长”。任何可充电电池都存在循环寿命、容量衰减和使用温度等边界，具体能够充放多少次、在高温环境下可以维持多久，还需要根据最终产品规格和实际运行数据判断。此次麦克赛尔公开的信息重点集中在尺寸、工作温度、3.6V输出和无线充电能力，并没有给出适用于所有使用条件的统一寿命数据，因此现阶段更准确的判断是，它为原本采用一次性ER电池的工业设备增加了一种可重复充电的设计选择，而不是已经解决所有长期供电问题。

这一变化也会影响工业设备内部的电气设计。传统一次电池通常只需要连接电源端子，而加入无线充电以后，设备内部还需要处理充电控制、升压和电池管理。麦克赛尔此次把这些电路集成进与1/2AA电池相近的体积中，可以减少设备制造商重新设计复杂电源电路的工作，但最终设备仍需要确认充电位置、外壳材料、安装方向以及高温条件下的运行方式。对于已经量产多年的老设备，这种模块化结构有助于降低改造难度；对于新产品，则可能让设计人员从一开始就考虑完全密封、无外露充电接口的设备结构。

从工控产品的发展来看，工业传感器越来越小、无线化程度越来越高以后，电源问题正在从过去的辅助设计变成产品本身的一部分。一个压力传感器或者温度记录器即使测量性能很好，如果每隔几个月就要停机更换电池，也很难在无人值守场景中大量部署。相反，如果设备能够几年稳定运行，并在维护期间通过外部无线方式补电，安装位置和外壳结构就会获得更大自由度。特别是高密封、防水、高温或者不方便直接接触的设备，这种变化比普通消费电子领域的无线充电更有实际意义。

麦克赛尔此次开发的模块目前仍然属于开发产品，专用充电器也需要根据最终设备进行定制，因此距离在各种工业现场普遍使用还有实际工程验证过程。但它释放出的方向已经比较明确：工业IoT和状态监测设备的设计正在从“传感器如何测量”继续延伸到“设备几年以后如何维护”。传感精度、通信能力和防护等级仍然重要，电池是否需要拆机更换、能否耐受实际工艺温度以及设备能不能保持长期密封，也正在成为工业传感产品设计中越来越具体的问题。