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。現(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)的化學成分供應(yīng)了最高的能量密度，假如處理不當，這種化學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，精確預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

具有更高阻抗的老化鋰離子電會較早地達到系統(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。