适用于连续血糖监测 (CGM) 设备的 1S 锂电池解决方案:在紧凑设计中实现长寿命

适用于连续血糖监测 (CGM) 设备的 1S 锂电池解决方案:在紧凑设计中实现长寿命

您需要一种能够满足当今连续血糖监测系统需求的电源。锂电池解决方案可帮助您实现更长的设备寿命和更小的尺寸。近年来,电池化学技术的进步——例如 LiMnO2、LiPo 和 CR2032——推动了电池小型化和可靠性的提升。 医生 在该领域,这些创新为更小、更精确、更坚固的设备提供了支持。

关键精华

  • 选择高能量密度的锂电池解决方案,以确保更长的运行时间和减少频繁充电的需求。

  • 选择符合严格认证的电池,优先考虑安全性和可靠性,确保患者安全和设备可靠性。

  • 考虑采用紧凑型电池设计,以提高用户舒适度和设备佩戴性,使 CGM 设备更容易携带和使用。

第一部分:CGM设备的电源需求

第一部分:CGM设备的电源需求

1.1 功耗及使用情况

您需要确保您的 CGM 设备在其预期使用寿命内高效运行。功耗直接影响用户更换或充电的频率。许多用户反映,某些 CGM 系统需要频繁充电或校准,这会扰乱日常生活。例如:

  • CGM可持续使用7天,首次使用前需要进行一次校准。

  • 它有一个单独的发射器,每次使用后都需要充电,与其他 CGM 相比,便利性较差。

选择合适的锂电池解决方案有助于最大限度地减少这些中断。高能量密度和低自放电率至关重要。LiMnO2、LiPo 和 CR2032 等电池化学成分可提供稳定的电压和较长的运行时间,支持持续监控而无需频繁维护。

1.2 尺寸和重量限制

必须在紧凑的设计和足够的电池容量之间取得平衡。更小更轻的电池可以提高用户的舒适度和设备的佩戴体验。正如一位业内人士所指出的:

更轻便的电池使患者更容易携带和使用设备。选择医疗设备电池时,必须考虑小型化对易用性的影响。较小的电池更适合紧凑型设备,但需要在尺寸和能量密度之间取得平衡。如果电池太小,可能无法为关键应用提供足够的运行时间。

高能量密度锂电池解决方案可在不牺牲性能的前提下缩小尺寸。这种平衡对于可穿戴医疗设备至关重要,因为舒适性和隐蔽性是其关键要素。

1.3 安全性和可靠性

安全性和可靠性始终是所有医疗器械的首要考量。您必须遵守严格的标准,以确保患者安全。CGM 设备电池的常见认证包括:

  • IEC 62133:便携式密封二次电池和蓄电池的安全要求。

  • UL 1642:锂电池的安全和性能标准。

  • UL 2054:家用和商用电池的可靠性和安全性。

电池故障可能由环境压力、设计缺陷或操作不当引起。选择添加了阻燃剂、配备保护电路和强大热管理系统的电池可以降低这些风险。持续监测电池健康状况和实时状态报告可进一步提高可靠性。选择成熟的锂电池解决方案,既能确保符合监管要求,又能赢得用户信赖。

第二部分:CGM的锂电池解决方案

第二部分:CGM的锂电池解决方案

2.1 什么是 1S 锂电池?

为了在 CGM 设备设计中做出明智的决策,您需要了解 1S 锂电池配置的基本知识。1S 电池由一个串联的锂电池芯组成,标称电压为 3.6V 至 3.7V。这种配置为医疗设备提供了一种简单、紧凑且可靠的电源。您可以受益于其精简的设计、更低的复杂性以及更易于集成到小型设备中的优势。CGM 设备依赖于稳定的电压和一致的性能,因此 1S 锂电池是连续运行的理想选择。

2.2 长寿命和高能量密度

为了最大限度地延长设备正常运行时间并最大限度地减少维护,您必须优先考虑电池寿命和能量密度。不同的锂电池化学体系为持续血糖监测 (CGM) 应用提供了独特的优势。下表比较了关键特性:

电池化学

循环寿命(循环)

自放电率

典型寿命(年)

能量密度 (Wh/kg)

笔记

锂亚硫酰氯(Li-SOCl₂)

1,000+

每年XN​​UMX%

5到10

400

高能量密度,长保质期

锂离子可充电电池

500-2,000

低

2到5

150-250

可充电,用途广泛

锂二氧化锰(LiMnO₂)

500-1,000

非常低

3到5

280

电压稳定,安全性能良好

锂聚合物(锂电)

300-1,000

低

2到4

150-200

灵活的外形尺寸

LiFePO4

2,000+

非常低

5到10

90-120

安全性高,循环寿命长

固态电池

1,000+

非常低

5到10

250-350

新兴技术,增强安全性

低自放电率对于连续血糖监测(CGM)系统至关重要。您需要能够在长时间不使用的情况下保持电量的电池,以提高可靠性和使用寿命。高能量密度意味着您可以在更小的空间内提供更多电量,从而支持设备小型化和延长运行时间。

提示:选择锂电池解决方案时,应考虑其化学成分是否符合您设备的预期使用情况和更换周期。对于长期植入式或可穿戴式动态血糖监测仪,应优先考虑低自放电率和高循环寿命。

2.3 紧凑型设计与集成

您面临着越来越大的压力,需要提供更小巧、更轻便、更舒适的连续血糖监测 (CGM) 设备。先进的锂电池,尤其是卷筒式氯化亚砜锂电池,由于其高能量密度,能够进一步实现设备的微型化。这些电池通过以下方式支持小型化医疗设备:

  • 使用寿命长,自放电率低,从而减少了维护工作。

  • 高比能量,使您可以在不牺牲性能的情况下缩小设备尺寸。

  • 灵活的外形尺寸,例如锂聚合物电池,可适应独特的设备几何形状。

您可以将锂电池解决方案无缝集成到您的 CGM 设计中。这种方法可以提高患者的舒适度和设备的隐蔽性。此外,您还可以灵活地创新,开发新的外形尺寸和功能。

2.4 安全与合规

在为 CGM 设备选择电池时,必须考虑安全性和法规合规性。医疗应用需要严格遵守国际标准和不断变化的法规。下表列出了常见的合规性挑战:

合规挑战

描述

法律合规

您必须满足不同地区的独特标准,例如欧盟电池法规 2023/1542。

测试复杂性

该过程涉及许多步骤和严格的规则,这可能会增加处理时间。

关于文件准备

文件上的混乱会导致认证过程延误。

您还会遇到其他挑战,例如认证实验室数量有限以及文件要求不明确。由于法规不断变化,您需要制定电池处置和回收计划。设计方案必须符合关于再生材料含量和生产者延伸责任计划的新要求。您应该制定灵活的策略来适应不断变化的要求,同时最大限度地降低成本。

注意:务必确认您的锂电池解决方案符合所有相关的安全认证,例如 IEC 62133、UL 1642 和 UL 2054。此步骤可保护您的品牌声誉并确保患者安全。

第三部分:替代方案与实施

3.1 其他电池选项

您或许应该为下一代产品探索其他电池化学技术。 医生 设备或其他应用程序,例如 机器人, 安全性, 基础设施, 消费类电子产品 或 产业 系统。与标准 1S 锂电池组相比,每种化学成分都有其独特的优势和不足。下表总结了主要选项:

电池化学

主要优势

主要缺点

硅阳极

能量密度提高20-40%,储量丰富,碳足迹更低

由于循环过程中体积膨胀,使用寿命较短。

高镍阴极

能量密度高达 800 Wh/kg,成本降低

较低的速率能力,结构稳定性问题

固态电池

能量密度提高,火灾风险降低

枝晶形成,生产成本高

钠离子电池

材料丰富,与锂离子电池相比,成本最多可节省 30%。

较低的能量密度

混合包装设计

结合多种化学技术的优势,性能更佳

需要先进的控制系统以确保安全

注意:您应该根据您设备的具体要求和监管环境来评估这些替代方案。

3.2 选择与整合技巧

您可以遵循电池选择和集成方面的最佳实践来优化您的 CGM 设备设计:

  • 评估电池是否可拆卸,以及您预计多久需要拆卸一次。

  • 确定电池更换是由最终用户还是技术人员负责。

  • 电池外形尺寸应与设备的可用空间相匹配。

  • 明确设备的功能、重量和尺寸限制。

  • 评估充电、存储和温度需求。

  • 指定运行时间和循环寿命目标。

  • 分析功率和性能需求。

  • 确认设备的预期使用寿命和供应商的可靠性。

提示:尽早与电池供应商合作有助于您解决集成难题,并确保您的锂电池组符合所有技术和监管标准。

1S锂电池解决方案可满足CGM设备对长寿命和小巧体积的双重需求。先进的锂电池技术可为您提供:

  • 高能量密度,实现更小、更轻的设计

  • 可靠的电源和更长的使用寿命

  • 增强的安全功能

预计未来的电池将为医疗可穿戴设备带来更高的能量密度、更智能的管理和更高的可持续性。

常见问题解答

1S锂电池组为医疗器械制造商带来哪些优势?

您将获得高能量密度、稳定的电压和紧凑的尺寸。这些特性有助于打造可靠、持久耐用的 CGM 设备。 Large Power 为医疗应用提供定制解决方案。

LiFePO4 和 LMO 化学成分在 CGM 和工业应用方面有何区别?

材质

电压(V)

能量密度 (Wh/kg)

循环寿命(循环)

主要优势

LiFePO4

3.2

100-180

2,000+

卓越的安全性

LMO

3.7

120-170

300-700

高能量密度

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您可以申请个性化咨询。 Large Power 适用于锂电池组: 定制电池解决方案.

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