1、前言
從啟動汽車到為電視遙控器供電，電池提供的動力使日常用品成為可能。
然而，并非所有電池都是一樣的。有些額定溫度較低，而另一些則可以提供更高的峰值電流放電率。選擇合適的電池可以減小最終產(chǎn)品的尺寸，延長其使用壽命并使其更加堅固。
在開發(fā)新的血糖監(jiān)測器電池規(guī)格時，我們最關(guān)鍵的決定將是電池化學(xué)成分是一次性的還是可充電的。原電池通常更便宜、能量密度更高且使用更簡單——但也更笨重、浪費且容易泄漏?？沙潆婋姵氐男阅芨啥ㄖ疲褂脡勖L，設(shè)計更時尚、更緊湊。
圖 1：典型的一次性電池
圖 2：典型的可充電電池
由于其操作需要額外的組件，可充電電池通常也更昂貴且實施起來更復(fù)雜。對于許多設(shè)計人員來說，這些缺點意味著原代電池是血糖監(jiān)測儀等應(yīng)用的唯一選擇。但可充電解決方案增加的價值不僅僅是環(huán)境效益，即使對于簡單和廉價的設(shè)備也是如此。
首先，由于無法為原電池充電，任何使用它們作為電源的手持式顯示器等設(shè)備都必須考慮每小時消耗的電量，以確定有用設(shè)備運行所需的容量次。消費者不喜歡每天甚至每周更換設(shè)備上的電池，因此容量要求必須是每日消耗量的數(shù)倍。
為了說明這一事實，假設(shè)我們正在設(shè)計一個用于監(jiān)控工作姿勢的設(shè)備。該設(shè)備在 4.2 V 電壓下每八小時使用 50 mAh，并且在更換前可使用 100 小時。為了使用原電池滿足這些性能目標(biāo)，電池容量必須至少為 625 mAh，才能為設(shè)備提供足夠的電力。
這種未使用的容量增加了我們可以在其他地方使用的設(shè)計的重量和尺寸。
同時，可充電電池不需要持續(xù) 100 小時；它只需要為充電周期之間最壞的使用情況供電。如果設(shè)備在休息期間有 20 小時的使用時間，那么我們可以使用 125 毫安時電池而不是 625 毫安時電池來設(shè)計系統(tǒng)。盡管原電池的密度是其可充電電池的三倍，但這種降低的容量需求足以彌補不足。
使用原電池需要考慮的另一個因素是電池內(nèi)容泄漏，尤其是堿性電池。使用電池時，會發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，導(dǎo)致電池內(nèi)壓力積聚過多。為了降低成本，一些原電池沒有使用最好的通風(fēng)或可用材料制成。這會導(dǎo)致結(jié)構(gòu)薄弱的電池隨著時間的推移可能會將其內(nèi)容物泄漏到敏感電極上，從而可能永久損壞受影響的設(shè)備。作為設(shè)計師，為什么要添加另一個可能會導(dǎo)致我們的設(shè)備出現(xiàn)故障的向量？
除了對設(shè)備的潛在危害之外，還必須半定期更換原電池。經(jīng)過數(shù)周的信號強度不佳之后，我們都不得不更換遙控器中的電池。一旦耗盡，一些原代電池需要特殊的處理方法；所有這些都比可充電的同類產(chǎn)品產(chǎn)生更高的廢物率。隨著世界變得越來越具有生態(tài)意識，我們應(yīng)該關(guān)注數(shù)百萬人每 100 小時更換一次電池與使用 2,000 小時所產(chǎn)生的廢物，這一切都源于我們的設(shè)計選擇。
圖 3：原代細(xì)胞可能產(chǎn)生的廢物
在應(yīng)對不斷增長的能源消耗時，原代電池處于嚴(yán)重劣勢。消費者喜歡能夠通過在線應(yīng)用程序跟蹤他們的活動和其他數(shù)據(jù)。隨著像藍牙® 低功耗和其他通信標(biāo)準(zhǔn)這樣的東西融入我們的日常生活，能源需求增加而尺寸減小。設(shè)備在不使用時不再閑置，而是提供定期報告。此功能會消耗能量，增加每小時使用的平均能量。消費者總是希望他們的設(shè)備做得更多；可充電電池實現(xiàn)了這一愿望。
BQ25155和BQ25125等充電器體積小、實施簡單且功能強大。借助集成的低壓降穩(wěn)壓器、模數(shù)和 DC/DC 轉(zhuǎn)換器，這些設(shè)備有可能成為全面的電池管理單元。
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