鋰電池如何為心臟設備提供穩定持久的性能。

2025 年 10 月 30 日

黃志雄博士

本人擁有16年鋰電池研發經驗及10年電源研發經驗，熟悉從材料選購型、電芯設計到系統整合的全流程技術。長期致力於高性能、安全、長壽命的電池及電源系統的研發，擁有豐富的工程實務與專案管理經驗，參與並主導了國內外多項重點研發及產業化專案。

心臟裝置鋰電池提供可靠的電力和長期的穩定性。您可以信賴這些電池，它們能為救生設備提供持續的能量。鋰電池支援寬廣的溫度範圍，並採用密封設計來保護精密的心臟技術。它們的可充電設計和低自發出院率有助於維持多年的性能。首款鋰電池驅動的心臟節律器於1972年問世，證明了這項技術的安全性。

以下是心臟設備中鋰電池的平均壽命：

設備類型	預期壽命（年）	平均預期壽命（年）
單腔ICD	8年到10年	11.0
雙腔ICD	6年到9年	8.5
電池整體壽命	不適用	10.8

鋰離子電池是可充電的，它使用與碳結合的金屬鋰離子。
它們為心臟設備提供高能量密度和高效的能量傳輸。

關鍵要點

鋰電池為心臟設備提供可靠的電源，確保持續的能量供應，這對患者安全至關重要。
這些電池壽命長，減少了頻繁更換的需要，並最大限度地減少了患者的手術幹預。
鋰電池的低自放電率使設備始終處於可用狀態，從而隨著時間的推移提高運行效率和可靠性。
鋰電池的密封設計可以防止潮氣和污染物進入，從而提高安全性並延長醫療應用中的電池壽命。
鋰電池組中的先進安全功能，例如氣體感測器和保護電路，可確保心臟設備達到最高的安全標準。

第一部分：鋰電池及其穩定性能

1.1 電力輸送

鋰電池為心臟設備提供可靠的電力。這些電池能夠提供穩定且可預測的能量輸出，這對於無導線心律調節器和植入式心臟去顫器等設備至關重要。與傳統的化學電池不同，鋰電池在其整個使用壽命中都能保持穩定的電力輸出。這種「始終在線」的特性確保了設備不間斷運行，從而支援長期使用並保障患者安全。

穩定的功率輸出對心臟設備至關重要。 City Labs 等公司推出的氚電池，能夠在各種條件下提供可預測的效能。您可以信賴這些電池，它們能夠確保心臟設備持續運行，並避免能量突然下降。

鋰電池化學系統具有高能量密度和高效率的能量傳輸特性。用於植入式心臟去顫器的鋰/銀釩氧化物電池經過嚴格的認證和生產控制。這些流程使得其最大隨機故障率僅為每個月的檢驗結果都支持心臟設備長期可靠性。

電池化學	能量密度 (Wh/kg)	應用場景	失敗率（％）
鋰/銀釩氧化物	200	醫療器材（ICD、心臟起搏器）	0.005
鋰離子	250	醫療、機器人、安全	0.18（雅培起搏器）
氚動力	150	醫療（無導線起搏器）	不適用

鋰電池可作為備用電源，讓您受益匪淺，從而提高患者的活動自由度和設備的可靠性。這些電池支援高功率需求（0.5–3 V）適用於先進的心臟裝置，例如左心室輔助裝置 (LVAD) 和全人工心臟 (TAH)。在 37°C 循環下進行的性能測試顯示，循環次數可達 2000 次，證明其適合在醫療環境中長期運行。

1.2 可靠性

可靠性是心臟設備性能的核心。您需要能夠在寬廣的溫度範圍內工作，並在惡劣環境下保持容量的電池。標準鋰電池的工作溫度範圍為-20°C至60°C，而特殊化學配方的電池則進一步擴展了此範圍。

電池類型	最低溫度	最高溫度
標準鋰電池	-20°C	60°C
低溫鋰	-40°C	不適用
高溫鋰	不適用	85°C

鋰離子電池在低溫下仍能保持高容量，在-20℃時容量可達110 mA h g⁻¹，在-40℃時容量可達50 mA h g⁻¹。這種在不同條件下均能維持優異性能的特性，確保心臟植入設備即使在嚴苛的醫療環境中也能保持可靠性。

氣密密封在電池的可靠性和安全性方面起著至關重要的作用。這項特性為您帶來許多優勢：

氣密封裝可確保最佳功率輸出並延長電池壽命，從而提高電池性能。
良好的密封可以防止能量損失，這對於心臟設備電池的使用壽命至關重要。
密封件可有效阻隔潮氣和污染物，進而維持醫療應用電池的完整性。
它們可以抵禦溫度波動和電化學反應等環境壓力因素，從而降低電池故障和安全隱患的風險。

臨床數據支持鋰電池在心臟設備中的可靠性。雅培起搏器的故障率僅為平均植入失效時間為 3.8 年。嚴格的性能測試和電池管理系統進一步提高了安全性和可靠性。

您可以信賴鋰電池，它們能夠提供可靠的電力，在不同條件下保持性能，並支援關鍵醫療設備的長期運作。

第二部分：心臟檢測設備的壽命

2.1 電池壽命

多年來，您一直依賴心臟監測設備來監測心律並進行治療。鋰電池在延長設備壽命和減少更換頻率方面發揮著至關重要的作用。選擇採用鋰電池的心臟監測設備，您將獲得更長的電池壽命。這意味著更少的電池更換手術，患者也能減少停工時間。

鋰電池的化學特性和設計使其能夠可靠運作長達十年。植入式心臟監視器、心律調節器和除顫器都具備此優勢。這些設備需要穩定的能源，能夠持續使用數年而不會出現明顯的容量損失。更長的電池壽命可支持持續監測和治療，這對患者安全和設備性能至關重要。

電池類型	典型壽命（年）	應用場景
鋰/銀釩氧化物	8-10	心臟節律器、植入式心律轉復除顫器
鋰離子	7-10	心臟監測儀、機器人、安防
LiSOCl2（優質）	10+	自動體外心臟去顫器 (AED)、工業感測器

您將受益於滿足心臟檢測設備需求的標準化鋰電池化學系統。這些電池具有高能量密度、長保質期和耐腐蝕性。您可以信賴它們在醫療、工業和基礎設施應用中的穩定運作。

提示：心臟檢測設備電池壽命延長意味著更換次數減少、維護成本降低，以及病患治療效果改善。

2.2 低自放電

低自放電率是鋰電池在心臟檢測設備中的關鍵特性。尤其是在設備閒置或間歇性工作時，需要能夠長時間維持電量的電池。鋰電池最大限度地減少了能量損失，確保心臟檢測設備隨時可用。

鋰離子電池在最初 24 小時內的自放電率約為 5%。
初始階段過後，利率將降至每月 1-2%。
安全電路會使自放電率額外增加 3%。
在23°C時，自放電電流範圍為 3 至 6 μA.
在 40°C 時，自放電電流可升至 97 μA。

低自放電率有助於心臟監測設備保持運作效率和可靠性。植入式循環記錄儀和體外心臟監視器等裝置就體現了這項優勢。這些設備必須能夠精準多年運行，而無需頻繁更換電池。

特點	產品說明
電壓特性	滿足可靠運行所需的最低和最高電壓要求。
放電電流	支援初始放電電流、平均放電電流和最大放電電流，以實現設備的有效功能。
自放電率	低自放電率可長時間維持能源可用性.
能量密度	高能量密度可最大限度地減少電池的尺寸和重量。
長壽	較長的保質期確保設備在整個運作期間的可靠性。
生物相容性	對人體安全。
耐腐蝕性能	防止電池材料隨時間推移而劣化。
氣密密封	防止洩漏，確保在體內安全運作。
尺寸和重量	輕巧緊湊，符合設備尺寸限制。
不同條件下的性能	在不同的環境條件（溫度、壓力）下均能有效運作。

您可以根據自放電率來比較心臟檢測設備的電池類型：

電池類型	自放電率	適用於心臟檢測設備
LiSOCl2（優質）	每年XNUMX％	非常適合那些多年閒置但需要時必須可靠運行的設備。
LiSOCl2（劣質）	每年高達3%	由於長時間使用會造成較高的能量損失，因此不適用於關鍵應用。

可充電鋰離子電池為心臟檢測設備帶來更多優勢。您將獲得安全性、可靠性和高能量密度這些電池能長時間維持電量，使用壽命長。其小巧的尺寸使其可以整合到小型心臟檢測設備中，從而支援小型化和先進醫療技術的發展。

企業優勢	產品說明
安全指引	設計符合高安全標準。
可靠性	性能持久穩定。
高能量密度	體積雖小，但能量卻非常高。
低自放電	即使長時間不使用，也能維持電量。
使用壽命長	使用壽命長達數年，適用於長期醫療植入。
適用於小型化	小巧的尺寸使其能夠整合到小型醫療設備中。

這些優勢體現在醫療、機器人和安防領域使用的心臟檢測設備。可充電鋰離子電池有助於提高設備的可持續性和長期運作能力。有關可充電性能和可持續性的更多信息，您可以參考我們內部關於先進電池解決方案的資料。

第三部分：心臟設備的鋰電池解決方案

3.1 安全特性

您需要符合心臟應用最高安全性和合規性的鋰電池解決方案。這些電池採用先進的保護電路，可防止過熱、短路和過度充電。密封設計可有效阻隔水分和污染物，從而防止洩漏並確保長期可靠性。您還可以受益於氫氣和一氧化碳等氣體監測系統。即時警報和氣體感測器可讓您及早發現潛在洩漏並立即採取行動。啟動通風或切斷電源等緊急措施可保護患者和設備的安全。

氣體感測器監測有害氣體濃度，以便及時發現洩漏風險。
當氣體濃度超過安全閾值時，系統會發出警告並啟動緊急措施。
持續監測氣體能夠及早發現潛在的洩漏。

用於心臟設備的鋰電池解決方案必須符合嚴格的監管標準，包括 ANSI/AAMI ES 60601-1、IEC 60086-4 和 IEC 62133。這些標準確保電池符合醫療安全性和耐用性的嚴格要求。與鎳鎘電池或鉛酸電池等傳統電池相比，鋰電池具有更優異的性能和安全性，這對於高風險環境至關重要。您可以信賴這些電池，它們能夠為心臟起搏器和便攜式心臟監視器等設備提供穩定的電力。

3.2 緊湊型設計

現代鋰電池解決方案的小巧輕巧設計為您帶來顯著優勢。植入式心臟設備需要體積小巧、能量密度高的電池。例如：心臟節律器電池通常重20-30克，而ICD電池重80-90克。體積約 30 毫升。

設備類型	重量（g）	體積（毫升）
ICD	80-90	30
起搏器	20-30	不適用

大多數電池直徑為 20-40 毫米，厚度為 3-6 毫米。這種小巧的尺寸有利於心臟設備的微型化，使其更便於患者植入，也更舒適。在穿戴式心電圖機和連續監測系統中，小型輕量的電池也帶來了許多好處，使其更便於攜帶和長期使用。

好處	產品說明
結構細小，重量輕	鋰聚合物電池設計輕薄靈活，可用於較小的設備。
高能量密度	這些電池在較小的空間內儲存更多能量，從而延長使用時間。
壽命長	減少更換需求，提高患者舒適度，減少手術次數。
穩定的功率輸出	確保心臟起搏器等設備的可靠性能，提高病人安全。
生物相容性材料	在醫療應用中提高安全性，減少病患併發症。

鋰電池解決方案也支援無線醫療設備和遠端監控。製造商推薦遠端監測是早期檢測的關鍵工具這些電池可有效解決電池相關問題，進而提高設備可靠性和病人安全性。在先進的心臟護理中，您可以信賴這些電池的持續監測功能，因為它們在醫院和家庭環境中都能提供可靠的長期運作和持久耐用性。電池管理系統 (BMS) 透過監控電池狀態和優化能源使用，進一步提升安全性和效能。這些解決方案不僅應用於醫療設備，還廣泛應用於機器人、安防、基礎設施和工業領域。

第四部分：對心臟護理的影響

4.1 減少維護

先進的電池技術正在推動心臟植入式醫療器材管理的重大變革。採用鋰碘和鋰離子電池供電的器械使用壽命更長，這意味著更少的手術幹預和更少的維護。這有助於患者避免重複手術，降低風險，並改善重症患者的治療效果。

設備類型	電池類型	壽命	維護要求
植入式設備	碘化鋰（Li-I₂）	7-15歲	需要進行手術更換
外部設備	鋰離子/聚合物	3-5歲	需要定期維護

您會注意到，植入式心臟裝置通常可使用長達 15 年才需要更換電池。這種更長的使用壽命減少了手術和住院次數。此外，您還能受惠於更低的維護成本和更合理的更換安排。

好處	產品說明
減少停機時間	即使在緊急情況下，系統也能保持在線更長時間。
延長電池壽命	防止過度充電和熱損壞可延長電池循環。
降低維護成本	更少的緊急維修和更好的更換計劃可以節省時間和預算。

一項研究發現，治療過程中電池故障和放電會危及患者護理。使用先進的電池組和監測方案可以提高病人安全。

4.2 生活品質

選擇採用可靠電池技術的設備，可以提高心臟病患者的生活品質。減少手術次數意味著減輕壓力、加速復原。輕巧便攜的設備，尤其能讓患者體驗到更大的舒適度和自由。

證據類型	產品說明
壽命和安全性概況	更長的電池壽命可以減少更換電池的次數，從而降低風險。
輕量自然	重量減輕可提高設備的操控性和患者的舒適度。
安全特性	卓越的安全性能最大限度地降低了危險，確保了服務提供者的健康和安心。

您為醫療專業人員帶來安心。可靠的心臟設備讓您專注於患者護理，而非緊急維修。您信賴這些電池組的安全特性和長期穩定性，它們能夠滿足醫療、機器人和安防領域的需求。

提示：選擇配備先進電池解決方案的心臟設備，有助於提高治療效果和患者滿意度。

您可以看到鋰電池如何為心臟設備提供穩定性、安全性和長壽命。

貢獻	產品說明
長壽	新材料延長了電池壽命，減少了手術更換的次數。
安全改進	無毒細胞可提高病人安全性。
穩定的保存期限	可靠的保質期可確保設備隨時可用。
降低手術風險	無線可充電設計降低了手術風險。
傳感器集成	可靠的電源支援先進的健康監測。