绿色储能新方案：环保型超薄超级电容赋能物联网

总部位于瑞典北雪平的 Ligna 能源公司，主打超薄超级电容产品，该产品从设计之初就适配柔性、小型化及可穿戴电子设备。其旗舰产品 S-Power 2S 电容参数为：容量 1.2 法拉、额定电压 2.7 伏、等效串联电阻 0.5 欧姆，循环使用寿命超 25 万次。这款软包式电容充电速度快，可轻松嵌入智能卡与超薄室内传感器内部。

传统超级电容普遍采用人造碳电极、锂盐电解液以及含全氟和多氟烷基物质（PFAS）的粘结剂，而 Ligna 能源彻底摒弃了这类材料。该公司使用椰子基活性炭替代人造碳，搭配环保有机电解液，取代市面上腐蚀性更强的电解液产品。最终成品电学性能与传统产品持平，同时剔除了大量会提升报废处理成本、危害生态环境的有害物质。

Ligna 能源市场总监约翰・瑟德斯特伦解释道：“我们对常规超级电容进行形态革新，打造出软包超薄结构，并在电解液与粘结剂中去除人造碳、锂盐及全氟和多氟烷基物质。它的电气性能和传统产品一致，我们只是优化材料体系，剔除有害成分，为客户提供全新选择。”

该产品也存在一项取舍：标准款有机电解液的工作温区为-20℃至 65℃。针对北欧严寒场景，尤其是芬兰极寒地区的项目需求，Ligna 能源推出第二款电解液配方，可在低至-40℃的环境下正常工作，该版本预计 2026 年下半年上市。

传统电池背后的隐性成本

单从环保角度来看，Ligna 超级电容的优势一目了然，但在实际采购环节，理念落地仍存在阻力 —— 不过这一现状正在逐步改变。2025 年，Ligna 能源为 S-Power 系列产品发布经第三方认证的产品生命周期评估（LCA）与环境产品声明（EPD），数据显示单款产品从原料到出厂的碳足迹仅为 12 克二氧化碳当量。瑟德斯特伦表示，在储能元器件行业，如此公开透明的环境数据实属罕见。

“元器件厂商很少对外公布这类数据。我们主动公开第三方认证的生命周期评估报告与全部参数，是希望帮助系统设计师在产品研发阶段就将环保指标纳入考量。”

如果综合核算全部成本，替换传统电池的经济价值十分突出。纽扣电池单价虽低，但后续更换电池的运维上门服务、危废处理物流、日趋严苛的法规要求，都会推高整体拥有成本。2025 年起，欧盟《企业可持续发展报告指令》（CSRD）正式对大型企业生效，电池带来的各类隐性成本也被迫纳入财务报表。对于管理数万枚传感器的大型楼宇运营方而言，这笔开支不容小觑。

瑟德斯特伦认为，电池更换是传统传感器应用中一项无形的 “固定开销”。一旦舍弃传统电池，运维巡检、废弃物处理、合规申报等一系列后续成本也将随之消失。

能量采集技术 + 超级电容 打造可行新方案

近年来，室内能量采集技术日趋成熟，成为行业转型的关键推力，其中有机光伏（OPV）电池在办公室弱光、漫射光环境下表现尤为出色。Ligna 能源与瑞典有机光伏企业 Epishine、法国同行 Dracula Technologies 深度合作，两家企业生产的室内光伏电池，输出特性与 Ligna 超级电容高度匹配。

“五年前我刚入职时，能量采集技术在无线电子设备中应用寥寥。如今光能采集器件效率大幅提升，即便在弱光环境下，设备也能摆脱电池供电，办公室内的传感器更可实现不间断运行。”

Ligna 在 2026 年嵌入式世界展上推出无电池室内传感器参考方案 ——Gwen 温湿度传感器。该设备已在公司办公区连续稳定运行一年以上，依靠光能供电，采集温湿度数据并通过蓝牙低功耗（BLE）传输，全程零中断。

光能并非唯一供能方式。Ligna 还与法国一家燃料电池企业合作，推出一次性物流追踪标签，可贴于包裹表面，配送完成后直接丢弃。该方案彻底去除金属与危险化学品，解决了物流标签电池难以回收的痛点。

针对智能卡场景，设备主要依靠射频采集（近场通信 NFC）取电：卡片贴近读卡器时，瞬间获取电力完成交易或身份验证。Ligna 也在持续跟进射频传输技术发展，不过欧洲相关法规限制了部分在美国市场研发的大功率射频方案落地。

超薄设计：空间优化与外观美学兼顾

采用软包结构并非单纯为了外观。智能卡对内部元器件尺寸有着严苛标准，长期适配这类场景，让 Ligna 的工程师精通电路板极致薄型化、小型化设计。这套设计经验同样适用于室内传感器 —— 过往这类产品大多受限于电池外形，而非基于实际使用需求规划设计。

“早期不少客户认为传感器轻薄化没有价值，他们早已习惯笨重、硬质的传统传感器形态。而 Gwen 传感器的设计，正是为了打破这种固有思维。”

Gwen 参考方案带来的实际效果远超公司预期。瑞典斯德哥尔摩多家高端商用楼宇运营商反馈，其客户对室内装修整洁度要求极高，一直找不到能完美融入环境的传感器。Gwen 传感器面积约等同于一张大号邮票，厚度仅相当于两张叠加的银行卡，恰好满足需求。目前已有原始设备制造商（OEM）基于该方案进行量产改造。

超薄设计的优势不止于外观。楼宇园区若部署 1 万至 5 万枚传感器，传感器外壳本身就会产生可观的物料成本与环境负担，而多数温湿度监测场景，完全可以取消电池、简化外壳。同时，无电池超薄设备报废处理更简单：零部件更少，无需单独分拣电池，整体处置难度大幅降低。

低功耗射频：适配无电池运行架构

无电池运行对整套系统提出极高要求。微控制器、传感器、射频模块等所有元器件，都必须做到静态电流最小化，产品架构也需要重新设计，不能直接沿用电池供电设备的方案。所幸全球半导体行业的发展趋势，恰好契合这一需求。

目前蓝牙低功耗（BLE）是 Ligna 最常用的射频协议，一方面该生态下的低功耗芯片技术成熟，另一方面其功耗标准也已被行业充分验证。Gwen 传感器通过调节蓝牙低功耗的数据发送间隔，将整体功耗控制在室内光能采集系统可稳定供给的范围内。

LoRaWAN 是瑟德斯特伦最为看好的下一代通信协议。该协议传输速率低、通信距离远，网络覆盖持续扩张（瑞典已基本实现全域覆盖，欧洲其他地区也在快速布局），非常适合大范围、低频次数据上报的传感器场景。

在 2026 年嵌入式世界展上，Ligna 联合 Mdish 与 Dracula Technologies 展出 LoRa 网状网络传感器。这意味着同一套无电池、能量采集架构，既可以服务智能建筑密集型室内传感网络，也能应用于农业、工业园区等大范围、低密度传感场景。

“我看好 LoRaWAN 协议，它让应用布局更加灵活。蓝牙的使用场景则相对受限。瑞典的 LoRa 网络已近乎全覆盖，在各大发达国家都具备极强吸引力。”

结合现有能量采集技术，Ligna 主流应用场景下的 LoRaWAN 功耗完全可控。该协议数据传输频次低（每 20 分钟上报一次位置、每日两次采集湿度数据），与室内光伏电池搭配小型超级电容的充放电特性完美匹配。

嵌入式世界展：Gwen 无电池参考方案亮相

2026 年德国纽伦堡嵌入式世界展上，Ligna 的核心展品为 Gwen 传感器 —— 这是一套参考设计方案，并非成品设备，原始设备制造商与系统集成商可基于该方案进行二次开发。该传感器利用环境光能取电，由 S-Power 2S 超级电容储能，完成温湿度采集并通过蓝牙低功耗传输数据，全程无需一次性电池，理论上设备全生命周期都无需运维。

展会直观展示了产品在实际工况下的长效运行能力：参展时，部署在 Ligna 办公区的 Gwen 演示样机已不间断运行一年有余。这也有力证明，实验室标注的使用寿命可以在实际环境中落地，而这正是行业迫切需要的实证。

瑟德斯特伦坦言，作为一家新兴企业，Ligna 目前还无法提供长达十年的实地运行数据。2026 年初产品全面量产的同时，公司已启动加速寿命测试，年内将会发布更全面的使用寿命报告。

公司为旗下超级电容设定了8 至 10 年的设计使用寿命。软包电容的寿命瓶颈主要在于极耳周边密封结构。行业有一套通用参考标准：软包电容周长每增加 1 厘米，使用寿命约延长 1 年。因此，若客户要求更长使用年限，就需要适当增大产品体积。

规模化量产：自研卷对卷生产线

不少环保新技术最终都卡在规模化量产环节，而 Ligna 选择卷对卷连续生产工艺破局。该产线原理类似高速印刷机，可连续完成涂层、组装全流程，只是所用化学工艺更为复杂。Ligna 手握核心工艺专利，延长了产品在卷对卷产线上的加工流程，减少独立设备数量，有效降低生产复杂度。

产品全程在瑞典本土生产，成本虽高于亚洲代工产品，但能够满足欧盟企业对供应链本地化、合规披露的要求，这也成为众多应对《企业可持续发展报告指令》的厂商青睐它的原因。

近期 Ligna 正式成为 OEM Electronics 的供应商，进一步拓宽销售渠道；旗下 S-Power 2S 超级电容也登陆得捷电子（DigiKey）平台，标志着产品已具备大规模商用配套条件。

此外，在瑞典创新局 Vinnova 支持下，Ligna 与 Altris 合作研发全球首款超薄钠离子电池，将技术版图从超级电容延伸至互补储能领域，新品同样坚持采用无毒、可回收材料。

“我们实现了瑞典本土规模化生产。现阶段我们在成本上暂时无法和部分国内厂商竞争，但我们在产品形态、绿色环保方面具备独特优势，同时也在依托量产持续降本。”

无电池未来 已然到来

Ligna 的发展目标，是让纽扣电池不再成为无线物联网设备的默认供电方案。依靠超薄超级电容、高效室内能量采集器件与低功耗射频协议组合，设备可实现数年免维护运行。综合核算电池运维等隐性成本后，这套方案的整体拥有成本已具备十足竞争力。

如今，这一愿景已落地应用：瑞典写字楼的传感器、法国物流网络的包裹追踪器、欧洲各地楼宇门禁的智能卡，都已用上无电池方案。展会上的 Gwen 并非遥不可及的概念原型，而是正在普及的技术变革缩影。

“无电池设计能大幅提升产品使用体验。省去定期更换电池的工序后，设备运维更简单，传感器的部署场景也得到拓展，可安装在轻薄、隐蔽的狭小空间，不再受笨重外壳限制。设备报废后，也无需单独分拣、处理电池，简化回收流程。”

对于研发新一代智能建筑、供应链、农业传感网络的工程师而言，行业的思考方向已从 “无电池技术能否实现”，转变为 “如何加快低功耗元器件、能量采集、绿色储能全生态成熟，让无电池成为首选方案”。

从 Ligna 在 2026 年嵌入式世界展的成果来看，这一天的到来，或将比整个行业预想的更快。