鉅大LARGE | 點擊量:732次 | 2021年05月07日
更輕小便攜,醫(yī)療設(shè)備的備份鋰電池解決方法
所面對的挑戰(zhàn)
在醫(yī)療系統(tǒng)中,穩(wěn)定可靠的電源至關(guān)重要。為了保證有一個不間斷的電源,我們使用了一個備用電池。在過去,較大的醫(yī)療設(shè)備都是使用鉛酸電池來供應(yīng)不間斷的電源。事實上,他們還要非常昂貴的復(fù)雜的動態(tài)系統(tǒng),從而使醫(yī)療設(shè)備系統(tǒng)的體積變大、變得笨重而且很昂貴?,F(xiàn)在有了最新一代電池電量監(jiān)測電子產(chǎn)品,我們就可以放心地使用鋰離子(Li-Ion)電池以便精確地確定可用電量。相關(guān)于過去的鉛酸電池技術(shù)而言,這就使醫(yī)療設(shè)備變得更小巧、更輕便。
鉛酸電池通常的替代產(chǎn)品為鎳氫(NiMH)電池或鋰離子(Li-Ion)化學(xué)電池,這兩種替代產(chǎn)品均可供應(yīng)更好的能量密度。鋰離子電池利用更易揮發(fā)的化學(xué)成分供應(yīng)了最高的能量密度,假如處理不當(dāng),這種化學(xué)成分可能會帶來一定的危險。就關(guān)于患者很關(guān)鍵的系統(tǒng)而言,無論使用哪種電池化學(xué),精確預(yù)測剩余電量都是至關(guān)重要的。有了鋰離子電池,我們就可實現(xiàn)上述的最佳特性:精確地了解電池電量和最高的能量密度。
利用以前的電池電量測量電子產(chǎn)品,其報告的剩余電量誤差會隨著時間的推移而逐漸加大。我們只能根據(jù)相關(guān)經(jīng)驗對單個電池隨著時間的推移而老化的程度進行猜測。鋰離子電池的可用電量會隨時間推移而下降的重要原因在于電解質(zhì)正極/陰極材料不斷新增的內(nèi)部阻抗。鋰離子電池具有一些眾所周知的特性,如:阻抗與溫度的關(guān)系非常密切、在放電時阻抗會發(fā)生變化以及高溫和快速過壓充電會使電池容量大大下降。100個充/放電周期以后電池的內(nèi)部阻抗[1]會新增一倍,如圖1所示(流入或流出電池的電量超過70%即含義為一個周期)。甚至以超過4.2V最大電池電壓50mV的電壓進行充電也會使電池的使用壽命縮短一半[1](請參見圖2)。從室溫到0攝氏度[1]放電超過80%的電池的阻抗將會新增5倍(從N300mOhrn新增到超過1.50hmDC阻抗),請參見圖3。
圖1阻抗隨充/放電老化而變化
充電溫度:0~45℃
-放電溫度:-40~+55℃
-40℃最大放電倍率:1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
具有更高阻抗的老化鋰離子電會較早地達(dá)到系統(tǒng)終止電壓
圖3鋰離子電池阻抗與溫度和放電深度(DOD)密切相關(guān)。
鋰離子電池阻抗與溫度密切相關(guān),溫度每新增10oC阻抗就會下降大約1.5倍。
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