隨著穿戴裝置持續成長，如何延長裝置使用時間變得越來越重要。因應消費者的迫切需求，在電池能量密度(Power Density)提升緩慢的狀況下，透過裝置外部方便取得電源也是另一個重點，甚至可能讓穿戴裝置擺脫電池的限制，這便需要裝置具有能夠自力獲取其他能源的機制。
因此，透過能量採集(Energy Harvesting)和無線充電，則可為穿戴設備充電另闢新的能量傳輸途徑。
能量採集應用方式
能量採集分為藉由壓電、太陽能、機械能、熱能、射頻(RF)等方式搜集能量。技術運作模式為，從外在蒐集能源、保存，再使用電能，相關零組件包括換能器、能量採集電路、電源管理IC、能量儲存單元(電池或超級電容)以及無線鏈路的組合，全部都是以微小的功率在運作，並藉以建置自供電且長效的資料擷取、監測、記錄與報告系統。
例如靜電技術，利用靜電原理將絕緣或介電質材料，並以放電形式將電荷沉積材料上，訊號因此無法流出，進而產生固定電荷，接者上下電極以震動方式帶動電荷在兩個固定電極之間移動，或是使電荷不進行移動。在移動過程中電荷距離與電極之間的距離發生改變，上方的電荷量就受到帶電物體感應移動，發生電位，隨時間變化兩個電極之間產生電流。
但若將物體置於潮濕環境，物體表面會接觸到許多水分子。由於水會導電，因此產生導電的狀態，導致電力採集效率降低。陽明交大電機系教授邱一(圖1)表示，若需要有效透過靜電得取能量，設計上需加上密封技術，減緩導電情況發生。由此可見能量採集時常受制於環境影響、技術發展，根據環境條件的變化，能量的可獲得性會隨著時間的推移而顯著變化，如沒有日照就沒有太陽能，沒有風就沒有風能，所以能量採集過往被認為是不可靠的能量來源。
另外，能量採集除了透過自然環境、位差獲取能量，透過無線電波提供能量也是方法之一。國立臺灣大學工程科學及海洋工程學系教授吳文中表示，正因為現今無線通訊時代，各種射頻如LTE、Wi-Fi等裝置已隨處可見，當採集器加入無線電波蒐集(Radio Frequency Harvesting)元件後，即可蒐集周遭無線電波能量，例如裝置搜集Wi-Fi路由器無線電波，並將之轉成充電用的儲能。
圖1 陽明交大電機系教授邱一提出隨著穿戴裝置的技術提升，能量採集未能提供足夠電力也面臨極大的挑戰，因此能量收集解決方案被設計為電池的輔助電源。
穿戴裝置剛剛問世之時，通訊傳輸簡單故功耗有限，透過能量採集微安培或毫安培的電流即可運作，邱一表示，但隨著穿戴裝置的技術提升，能量採集未能提供足夠電力也面臨極大的挑戰，且必須考慮裝置體積大小、發電原理、電能效率與使用特性，因此能量收集解決方案被設計為電池的輔助電源，或作為極低耗電量的可穿戴設備永久使用的獨立電源。
無線充電提升能量取得便利性
儘管能量採集未能達到預期成效，但隨著近年需求的轉變，透過無線充電讓電子裝置使用時就能同時充電。近年無線充電技術提升充電效率之外，許多環境也逐漸部署無線充電裝置，如住家、廚房及汽車等可直接提供充電，無線充電與環境形成共生之下，應用可望日益增大且普及化。
無線充電最常見的技術為磁感應(Magnetic Induction)與磁共振(Magnetic Resonance)兩種方式。兩者皆使用磁場做為傳遞電力的媒介，而有別於磁感應需透過精確對準及有效接觸才能傳輸電力，磁共振技術提供的空間自由度，可解除點對點充電的限制，有利於改善使用者體驗，這對於無線充電市場的普及大有助益。
整體而言，在提高無線充電功率的議題上，更多的挑戰可能在於機構的設計以及過熱問題。吳文中指出，充電板發熱問題往往源自於充電盤裡的線圈，就如同蘋果(Apple)2019年原本計畫推出的無線充電板AirPower，雖講求高效率轉換，但因為產品內建布滿密集的線圈，隨之而產生發熱問題，若要改善無線充電發熱的問題，必須從整個機構設計著手。
吳文中表示，無線充電已可實現高充電效率，但就穿戴裝置來說，微瓦的電容量與轉換效率有時難以負荷高電流的輸出，因此電池功率效果不彰產生熱能，導致系統過熱，而無法長時間進行高功率充電，將影響快充體驗。
穿戴裝置過去幾年期間，講求充電效率提升，縮短等待時間，但現在朝向能量效率與密度發展，當技術逐漸解決能量採集和無線充電的各種挑戰，將有效為穿戴裝置增進續航力。