戒指手表正在重新進入大眾視野，但它并不是最近才出現(xiàn)的新概念，也不只是一種復古潮流單品。

從產(chǎn)品形態(tài)來看，戒指手表可以是一枚搭載微型石英機芯的傳統(tǒng)戒指手表，也可以是帶LCD顯示屏的數(shù)字戒指手表，還可以進一步集成藍牙、健康傳感器、振動提醒等功能，成為介于戒指手表與智能戒指之間的新型智能穿戴設(shè)備。

Fossil和Casio正好代表了兩條不同的發(fā)展路線。Fossil更偏向時尚配飾，將Watch Ring設(shè)計成一枚可以查看時間的首飾;Casio則把經(jīng)典數(shù)字腕表進一步微型化，將時間顯示、日期、秒表等功能裝進戒指尺寸的機身中。這也說明，戒指手表和Watch Ring已經(jīng)形成相對獨立的產(chǎn)品類別，并不能簡單等同于智能戒指智能戒指。

而隨著功能越來越豐富，戒指手表內(nèi)部的供電方案也開始明顯分化。

簡單的石英戒指手表，使用一枚紐扣電池就可以獲得很長的使用壽命;但如果產(chǎn)品加入藍牙、健康監(jiān)測、振動提醒、背光或頻繁顯示，傳統(tǒng)紐扣電池可能就無法滿足需求，開發(fā)者需要進一步考慮圓形、弧形、超薄甚至異形鋰聚合物電池。

一、什么是戒指手表?

戒指手表可以理解為一種佩戴在手指上的微型手表。與單純采用手表元素進行裝飾的戒指不同，真正的戒指手表內(nèi)部通常帶有石英機芯、電子計時模塊或數(shù)字顯示系統(tǒng)，可以獨立完成計時功能。

典型產(chǎn)品通常包括戒圈、小型模擬或數(shù)字表盤、計時電路以及獨立電源。隨著智能穿戴技術(shù)發(fā)展，部分產(chǎn)品還可能加入背光、按鍵、振動、藍牙、生物傳感器以及手機App。

因此，戒指手表雖然體積很小，但內(nèi)部結(jié)構(gòu)并不一定簡單。對于產(chǎn)品經(jīng)理和研發(fā)工程師來說，它更像是把一套微型手表甚至部分智能穿戴系統(tǒng)壓縮到了戒指大小的空間中。

戒指手表、Watch Ring和Finger Watch有什么區(qū)別?

這三個詞在實際搜索和電商場景中有較大的重合度，但側(cè)重點并不完全一樣。

戒指手表通常更強調(diào)“手表功能”，也就是一枚真正能夠計時或顯示時間的戒指。

Watch Ring則更常出現(xiàn)在珠寶、時尚和禮品類產(chǎn)品中，強調(diào)戒指屬性和設(shè)計感。

Finger Watch更多出現(xiàn)在部分電商平臺或低價數(shù)字產(chǎn)品中，用來泛指戴在手指上的手表。

從電池開發(fā)角度來看，名稱本身并不是最重要的。真正決定電池方案的，是產(chǎn)品內(nèi)部到底有哪些功能、平均功耗多大、有沒有無線通信，以及瞬時負載有多高。

二、戒指手表、智能戒指和智能手表有什么不同?

戒指手表、智能戒指和智能手表可能使用相似的芯片、傳感器和電池技術(shù)，但三者的產(chǎn)品出發(fā)點明顯不同。

戒指手表首先解決的是“看時間”;智能戒指首先解決的是傳感、健康監(jiān)測和數(shù)據(jù)采集;智能手表則更接近佩戴在手腕上的小型智能終端。

一項覆蓋206篇智能戒指相關(guān)研究的系統(tǒng)綜述，將智能戒指定義為集成傳感器和交互技術(shù)的手指佩戴式計算設(shè)備，可用于健康監(jiān)測、手勢交互和反饋等場景。這一概念顯然已經(jīng)遠遠超出簡單計時。

不過，這三類產(chǎn)品的邊界正在逐漸模糊。

例如，戒指手表可以增加心率監(jiān)測和消息提醒，智能戒指也可能增加視覺或振動反饋。一旦產(chǎn)品同時包含顯示、傳感、藍牙和振動功能，電池就不再只是最后階段選一個型號，而應該從產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計初期就開始參與規(guī)劃。

三、戒指手表主要有哪些類型?

從機芯、顯示方式、電子功能和使用場景來看，戒指手表大致可以分為幾種類型。不同類型的功耗特征不同，對電池的要求也完全不同。

1、傳統(tǒng)模擬戒指手表

這類產(chǎn)品通常采用微型石英機芯和兩針或三針表盤，本質(zhì)上是一件具有計時功能的時尚配飾。

常見結(jié)構(gòu)包括小型圓形表盤、金屬首飾外殼、可調(diào)節(jié)戒圈以及可更換一次性紐扣電池。Fossil ring watch、ring with watch face等搜索詞通常就偏向這一類產(chǎn)品。

因為石英機芯的平均功耗非常低，如果強行改成可充電電池，反而還要額外增加充電電路、保護電路、接口或無線充電線圈，占用寶貴的內(nèi)部空間。

對于這類產(chǎn)品來說，“能用幾年而不用充電”往往比“可充電”更有實際價值。

2、數(shù)字戒指手表

數(shù)字戒指手表使用LCD或LED顯示屏取代傳統(tǒng)機械指針，可以進一步增加日期、秒表、第二時區(qū)、鬧鐘、背光或閃爍提示等功能。

Casio CRW-001就是典型案例。它集成了時間、日期、雙時區(qū)、秒表、照明和閃爍提醒等功能，同時采用可更換電池設(shè)計。Casio還特別強調(diào)，其一體式金屬結(jié)構(gòu)與密封方案在實現(xiàn)日常防水的同時，仍然保留了電池更換能力。

如果只是低功耗LCD顯示，紐扣電池依然能夠滿足需求。但當產(chǎn)品加入更亮的背光、更頻繁的提示、無線連接或高功耗顯示時，可充電LiPo會更有優(yōu)勢。

3、智能戒指手表

智能戒指手表可以看作戒指手表與智能戒指之間的融合形態(tài)。

除了顯示時間，它還可能加入藍牙、運動記錄、心率監(jiān)測、溫度監(jiān)測、振動提醒以及手機App。

需要注意的是，并不是所有數(shù)字戒指手表都應該稱為“智能戒指”。只有秒表和LCD顯示，并不意味著它已經(jīng)成為連接型穿戴設(shè)備。

當產(chǎn)品開始采集傳感器數(shù)據(jù)、與手機通信或提供互動提醒時，才真正進入智能化階段。

這也是定制異形可充電電池最有價值的應用方向之一，因為它既要應對長時間低功耗待機，又要滿足藍牙、傳感器和振動產(chǎn)生的瞬時大電流。

4、珠寶型和翻蓋式戒指手表

還有一類戒指手表更強調(diào)裝飾屬性，例如采用寶石外蓋、雕花金屬、翻蓋表盤、隱藏式表面或復古首飾設(shè)計。

它們的功耗通常接近普通模擬手表，但造型設(shè)計可能會嚴重限制電池直徑、厚度和更換方式。

因此，在這類產(chǎn)品中，電池倉設(shè)計、防水以及后期維護往往需要同時考慮。

四、戒指手表的電池為什么難設(shè)計?

戒指手表真正困難的地方，不只是“電池要做得更小”。

相比智能手表，戒指手表可利用的內(nèi)部空間要小得多，而且這些空間往往不是一個完整的矩形區(qū)域。

頂部可能要同時容納顯示屏、石英機芯、PCB、按鍵、天線、振動馬達、光學傳感器和充電接口。如果繼續(xù)使用普通長方形電芯，很可能會浪費大量結(jié)構(gòu)空間。

1、空間極小，而且形狀不規(guī)則

異形電池可以幫助開發(fā)者提高空間利用率，但電池并不能像塑料件一樣任意改變形狀。

電極區(qū)域、封邊寬度、極耳位置、電芯厚度、公差以及膨脹預留空間，都會限制最終電池結(jié)構(gòu)。

柔性鋰離子電池相關(guān)研究指出，電池在發(fā)生形變時仍需要保證電化學穩(wěn)定性，因此能夠適應曲面結(jié)構(gòu)的電池，需要在設(shè)計和制造階段針對機械應力進行專門設(shè)計，而不是把普通平面電芯直接彎曲安裝。

對于戒指手表項目來說，更合理的流程是：在ID和結(jié)構(gòu)設(shè)計早期，就同時考慮PCB、天線、傳感器窗口和電池，而不是等整機空間基本確定后再尋找“能夠塞進去的電池”。

2、平均功耗很低，但瞬時電流并不一定低

戒指手表的功耗有一個很典型的特點：平時非常省電，但某些功能開啟時會突然出現(xiàn)較高電流。

計時芯片長期運行時的耗電很低，但背光開啟需要額外電流;藍牙無線通信會形成周期性脈沖負載;振動馬達啟動時會產(chǎn)生瞬時峰值;光學健康傳感器也需要不斷驅(qū)動LED和模擬前端。

Bluetooth Low Energy之所以能夠降低功耗，很大程度上是因為設(shè)備可以長期處于低功耗狀態(tài)，只在特定時間進行數(shù)據(jù)交換。但實際耗電仍會受到廣播間隔、連接周期、數(shù)據(jù)量以及射頻工作時間影響。

所以，戒指手表選電池不能只看“多少mAh”。

研發(fā)團隊還需要關(guān)注內(nèi)阻、瞬時放電能力和電壓下沉。即使標稱容量看起來夠用，如果振動、背光和藍牙同時啟動時電壓快速下降，也可能導致系統(tǒng)重啟或顯示異常。

3、光學傳感器會進一步增加動態(tài)功耗

心率和血氧功能通常使用光電容積脈搏波技術(shù)，也就是PPG，通過LED和光電探測器讀取血容量變化。

LED亮度、采樣頻率、監(jiān)測時長、皮膚接觸狀態(tài)、算法以及環(huán)境光都會影響功耗。低功耗PPG研究顯示，通過降低LED輸出或減少有效發(fā)光時間，可以明顯降低可穿戴設(shè)備的能耗。

因此，如果戒指手表需要健康監(jiān)測，電池評估最好不要只用單一“平均功耗”，而應該分別測試待機、睡眠監(jiān)測、運動監(jiān)測、消息提醒和頻繁查看屏幕等多個工況。

4、佩戴壓力和機械安全不能忽視

戴在手指上的產(chǎn)品每天都會經(jīng)歷握持、彎曲、碰撞、擠壓、汗液以及溫度變化。

如果內(nèi)部使用的是軟包電池，結(jié)構(gòu)設(shè)計既要保護電芯，又不能對電芯產(chǎn)生長期過度壓迫。

針對超薄鋰聚合物軟包電池的實驗研究發(fā)現(xiàn)，反復扭轉(zhuǎn)應力可能影響電池阻抗和后續(xù)循環(huán)性能。這說明可穿戴產(chǎn)品的電池驗證不能只做常規(guī)充放電測試，還需要模擬真實佩戴過程中可能出現(xiàn)的機械形變。

因此，戒圈結(jié)構(gòu)不能簡單依靠金屬外殼把電芯“夾緊”。合理的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)還需要給制造公差和電芯正常膨脹留下安全空間。

5、防水和充電設(shè)計存在天然矛盾

使用可更換電池意味著機身必須保留電池蓋或維修開口，這會增加密封難度。

采用可充電電池雖然不用頻繁開殼，但產(chǎn)品又需要增加充電觸點、磁吸結(jié)構(gòu)或無線充電線圈，同時還要處理充電發(fā)熱問題。

無線充電標準強調(diào)安全性、效率和互操作性，但對于戒指這樣極小的產(chǎn)品，線圈對位、異物檢測和溫升控制仍需要針對具體結(jié)構(gòu)進行驗證。

方案一：可更換紐扣電池

對于傳統(tǒng)戒指手表、復古收藏款以及不需要持續(xù)傳感和頻繁無線通信的基礎(chǔ)數(shù)字款，可更換紐扣電池通常仍然是最簡單、最成熟的方案。

鋰紐扣電池具有體積小、自放電低和儲存壽命長等特點，非常適合石英機芯、低功耗時鐘和備用電源場景。它最大的限制在于輸出能力。

紐扣電池的內(nèi)阻通常相對較高，而且隨著使用時間增加和電量下降，瞬時帶載能力還會進一步變?nèi)酢?/span>

Texas Instruments的研究表明，脈沖負載可能造成紐扣電池明顯的電壓下沉，一些設(shè)計甚至需要增加電容來支撐瞬時電流。

因此，如果產(chǎn)品只是顯示時間、日期或偶爾亮燈，紐扣電池非常合適;但如果需要頻繁藍牙通信、持續(xù)光學監(jiān)測或明顯的振動提醒，就需要慎重評估。

方案二：圓形可充電LiPo電池

圓形LiPo指的是采用圓形或近似紐扣外形制造的可充電軟包鋰聚合物電池，它并不等同于傳統(tǒng)金屬殼紐扣電池。

這種結(jié)構(gòu)可以布置在圓形表盤下方、頂部凸起的電子模塊內(nèi)部，或者緊湊型顯示模組下方。

相比許多一次性小型紐扣電池，可充電LiPo通常具有更好的內(nèi)阻和瞬時輸出性能，更適合帶藍牙、背光、振動以及其他智能功能的戒指手表。

但開發(fā)時不能只設(shè)計電芯本體，還需要同時考慮保護電路、充電電路以及機械外殼。

便攜式產(chǎn)品中的可充電鋰電芯通常還需要根據(jù)目標市場考慮相應安全標準。例如IEC 62133-2規(guī)定了便攜式密封二次鋰電芯和電池在正常使用及可合理預見誤用條件下的安全要求和測試方法。

方案三：弧形或曲面LiPo電池

如果戒指手表頂部空間已經(jīng)被屏幕、PCB和傳感器大量占用，可以進一步考慮利用戒圈本身的空間。

弧形或曲面LiPo電池可以沿戒圈的一段弧度布局，而不是把全部電池都放在頂部表盤下方。

這樣可以為顯示屏、PCB、天線、振動馬達和傳感器釋放更多空間，同時也更有利于保留戒指內(nèi)側(cè)的皮膚接觸區(qū)域。

需要特別強調(diào)的是：

弧形電池應該在設(shè)計和制造階段按照目標曲率成型，而不是把普通平面軟包電池裝進去以后強行彎曲。

開發(fā)時需要提前提供內(nèi)外半徑、弧長、電芯厚度、封邊位置、極耳方向、膨脹空間以及戒指尺寸范圍。

如果不同Ring Size導致內(nèi)部結(jié)構(gòu)變化較大，還可能需要針對不同尺寸開發(fā)不同電芯，或者通過結(jié)構(gòu)設(shè)計讓電池倉尺寸保持相對統(tǒng)一。

方案四：雙電源或分布式電池系統(tǒng)

如果一款戒指手表既需要長期保持基礎(chǔ)計時，又需要藍牙、傳感器和振動等智能功能，可以考慮把不同負載交給不同電源。

例如，長壽命一次性電池負責時鐘和基礎(chǔ)顯示，可充電LiPo負責藍牙、健康傳感、背光和振動。

另一種思路是在戒圈不同位置布置兩個小型可充電電芯，把原本無法利用的碎片空間組合起來。

這種架構(gòu)最大的好處，是不同功能之間可以相對獨立。即使智能模塊需要充電，基礎(chǔ)時間顯示仍有可能繼續(xù)運行。

但代價也很明顯：線路更多、電源管理更復雜，還需要增加保護邏輯、連接結(jié)構(gòu)和裝配步驟。

UL Solutions建議，可穿戴產(chǎn)品中的電池應該放在完整系統(tǒng)中進行評估，包括充電系統(tǒng)、機械保護、電氣安全和實際使用條件，而不能只驗證單顆電芯。

五、不同戒指手表應該選擇哪種電池?

最終選型不能只看電池形狀，而應該結(jié)合產(chǎn)品功能、可用空間、峰值電流、目標續(xù)航、維護方式以及認證計劃綜合判斷。

需要注意的是，可充電并不一定代表更先進，也不一定適合所有戒指手表。

對于超低功耗石英產(chǎn)品，充電電路可能只會增加體積、成本和結(jié)構(gòu)復雜度;而對于帶持續(xù)傳感和無線連接的產(chǎn)品，一次性電池又可能嚴重限制功能頻率。

真正合理的電池方案，應該服務(wù)于整機體驗，而不是為了追求某一種電池形式。

總結(jié)

戒指手表正從傳統(tǒng)首飾和復古計時產(chǎn)品，逐漸延伸到帶顯示、藍牙、傳感器和振動功能的智能穿戴設(shè)備。產(chǎn)品功能越復雜，電池與結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系就越緊密。

對于低功耗模擬或基礎(chǔ)數(shù)字款，紐扣電池依然是簡單可靠的選擇;對于帶顯示、藍牙或振動功能的產(chǎn)品，圓形可充電LiPo更有優(yōu)勢;當內(nèi)部空間被傳感器、天線和PCB大量占用時，弧形、超薄、異形或分布式軟包電池可以進一步提高空間利用率。

因此，戒指手表電池不應該在整機設(shè)計完成之后再選。更理想的方式，是從項目早期就根據(jù)戒圈尺寸、可用空間、峰值電流、目標續(xù)航、充電方式和使用環(huán)境，共同規(guī)劃電芯形狀與整機結(jié)構(gòu)。

對于需要定制電池的戒指手表項目，格瑞普電池可根據(jù)戒指尺寸、3D結(jié)構(gòu)空間、功耗特征、目標續(xù)航和充電方案，評估圓形、弧形、超薄、異形以及分布式LiPo電池方案的可行性。