家用心電圖監測設備2S1P鋰電池選型：滿足連續資料記錄的電源設計

2026 年 3 月 12 日

範浩博士

技術總監，擁有20年鋰電池研發設計經驗，精通電池結構優化、性能提升及安全技術，在高能量密度電池、防爆電池、長壽命電池開發方面擁有豐富的實際項目經驗，參與並領導了多個大型電池研發及產業化項目。

在為家用心電圖監測設備選擇鋰電池時，您將面臨許多挑戰。可靠的電源供應能夠確保您的監測儀持續記錄資料。醫療設備選擇符合嚴格安全標準（包括 IEC 60601-1）和臨床精度要求的電池。您必須評估電池的化學成分、容量、電壓和安全性等因素，以滿足您的穿戴式監測設備的需求。

安全可靠的電源對於醫療電子設備至關重要。
遵守安全法規和認證會增加設計的複雜性和成本。
準確的讀數需要最大限度地減少穿戴式心電圖設備的自身發熱。

提示：選擇提供客製化電池組且在業界享有良好聲譽的供應商。

關鍵要點

選擇符合嚴格安全標準的電池，以確保醫療設備可靠運作。
選擇正確的電池化學成分，例如磷酸鐵鋰為了實現最佳循環壽命和連續監測的安全性。
遵循系統的選擇流程，使電池容量和配置與設備的電源需求相符。

第一部分：心電圖監測的電池需求

1.1 醫療監視器的性能標準

在為某設備選擇電池時，必須優先考慮連續運作和可靠性。心電圖監測設備穿戴式監視器需要持久耐用的電池，以提供穩定的電壓並支援連續的診斷資料收集。固定式監視器通常使用備用電池，以確保在斷電期間不間斷運作。下表列出了穿戴式和固定式心電圖設備在電池需求上的差異：

設備類型	電池要求	主要考慮因素
穿戴式心電圖	持久耐用，電壓穩定，安全標準高	用於移動和步行環境，必須支援連續監測任務。
靜止心電圖	備用電池確保不間斷運作	穩定性和安全性在臨床環境中至關重要，尤其是在設備故障期間。

醫療設備中的持續監測需要高能量密度和性能穩定的電池。此外，還必須考慮電池自熱對診斷準確性和患者舒適度的影響。

1.2 電池選擇中的安全性和合規性

您需要確保所選用的每顆鋰電池都符合醫療器材嚴格的安全和認證要求。下表總結了主要的國際標準和認證：

標準/認證	產品說明
IEC 60601	規範醫療電氣設備的基本安全和必要性能。
ISO 13485	規定了醫療器材設計和製造的品質管理系統要求。
聯合國38.3	需要對鋰電池進行測試，以確保其在嚴苛條件下運輸過程中的安全。
ANSI/CAN/UL 2271	確保電池系統的安全。
IEC 62133	便攜式密封二次電池的安全要求。

您必須選擇能最大限度降低熱失控、洩漏和煙霧等風險的電池。適當的使用者訓練和防護性包裝可進一步提高患者和設備的安全性。

1.3 化學比較：鋰離子、LiPo、LiFePO4

用於心電圖監測時，應根據循環壽命、可靠性和成本來比較不同電池的化學成分。下表列出了主要區別：

電池類型	循環壽命	可靠性	初始成本（每瓦時）	長期週期成本
鋰離子電池	500-1000	固德	$0.15起	$0.12
鋰電	400-800	非常好	$0.15起	$0.12
磷酸鐵鋰	3000+	優	$0.25起	$0.03

磷酸鐵鋰電池循環壽命最長，安全性最高，是醫療設備持續診斷監測的理想選擇。鋰離子電池能量密度較高，但安全風險較高。鋰聚合物電池輕巧靈活，適用於穿戴式監測設備，但其安全性不足以滿足關鍵醫療應用的需求。電池的化學成分必須與設備的連續監測和患者安全需求相符。

第二部分：2S1P鋰電池選用指南

2.1 穿戴式顯示器的 2S1P 配置

在設計穿戴式心電監視器的電源系統時，您需要了解 2S1P 配置。在這種配置中，兩節鋰電池串聯 (2S) 以提高電壓，而一串並聯 (1P) 則維持容量。這種配置可為鋰離子或鋰聚合物電池提供 7.4V 的標稱電壓，滿足大多數診斷和監測設備的要求。您可以獲得穩定的電壓輸出和更高的能量傳輸，從而支援穿戴式醫療設備的持續運作。

2S1P鋰電池組為穿戴式心電圖監測儀提供了幾個優點：

這樣可以獲得更高的電壓，從而提高設備效率並降低電流消耗。
保持小巧的尺寸，這對患者的舒適度和設備的便攜性至關重要。
透過平衡電池負載和降低過放電風險來提高安全性。

您也可以在連續血糖監測儀、血壓監測儀和遠端病人監護系統中看到 2S1P 封裝。這些應用需要可靠、連續的資料記錄和醫療級認證。

2.2 電池選擇步驟詳解

在選擇穿戴式心電圖監測儀的鋰電池時，必須遵循系統化的方法。此流程可確保最佳效能、安全性和符合醫療標準。

步驟 1：定義設備電源需求

首先計算設備的平均功耗和峰值功耗。請考慮以下因素：

因子	產品說明
低功耗	對於穿戴式心電圖設備而言，確保長期運作至關重要。
最佳化方法	優化MCU運作、射頻參數和資料壓縮，以降低功耗。
電池容量關係	根據功率計算，直接影響運轉時間和使用壽命。

您應該優化設備設定以最大限度地減少能耗。例如，降低螢幕亮度並限制提醒頻率可以延長電池續航時間。

步驟 2：選擇合適的電池化學成分

選擇最符合您裝置需求的電池類型。磷酸鐵鋰電池 (LiFePO4) 具有卓越的循環壽命和安全性，是連續診斷監測的理想選擇。鋰離子電池 (Li-Ion) 為便攜式醫療設備提供更高的能量密度，而鋰聚合物電池 (LiPo) 則適用於輕量穿戴裝置。務必核實電池是否具備醫療級認證並符合安全標準。

步驟 3：確定電池容量和配置

根據設備的運作情況選擇合適的電池容量。根據連續監測時長和平均電流消耗計算所需的安時數 (Ah)。如果設備需要更高的電壓和適中的容量，請選擇 2S1P 配置。

第四步：評估安全功能

確保您的電池組包含過充、過放和短路保護電路。考慮整合電池管理系統 (BMS) 以實現更高級的監控和安全保障。了解更多關於 BMS 解決方案的資訊。

步驟五：評估認證和合規性

請確認您的電池符合 IEC 60601、ISO 13485 及其他相關標準。認證可確保醫療器材的安全性和可靠性。

第六步：諮詢電池專家

與提供以下服務的供應商接洽客製化鋰電池組適用於診斷和監測設備。請為您的特定應用請求技術支援和設計諮詢。聯絡我們的團隊以取得客製化諮詢服務。

2.3 連續監測的安裝與維護

您必須正確安裝和維護 2S1P 鋰電池組，以確保持續運作和病患安全。請遵循以下最佳安裝實務：

安裝和運作期間請避免極端溫度。
防止過度充電或過度放電，以保持電池健康。
確保與合適的充電系統相容，以免造成損壞。
實施適當的充放電循環並有效控制溫度，以延長電池壽命。

定期維護可最大限度地延長穿戴式心電圖監測儀的電池壽命：

避免電池完全放電，並更頻繁地充電，以減輕電池組的壓力。
充電和放電過程中保持低溫，以防止過早老化。
降低峰值充電電壓可以延長循環壽命。充電至 4.1V 可將壽命延長至 600-1000 次循環，而充電至 4.0V 則可延長至 1200-2000 次循環。
為最大限度地延長電池壽命，請將電池以低電量存放在陰涼環境中。

您必須密切注意穿戴式醫療設備電池效能下降的常見原因：

設備使用情況：持續監控或頻繁資料傳輸會快速耗盡電池電量。
電池的年齡和狀況：電池會隨著時間的推移而老化，需要定期更換。
設備設定：高清顯示和頻繁提醒會消耗更多電池電量。
環境條件：極端溫度和濕度會對電池效能產生負面影響。

提示：定期進行電池健康狀況檢查，並在效能下降到低於診斷標準之前更換電池組。

遵循這些安裝和維護指南，可確保穿戴式心電圖監視器和其他治療設備的可靠運作。正確選擇和保養鋰電池有助於持續資料記錄、確保病患安全並延長設備的使用壽命。

請依照以下步驟選擇鋰電池，可確保醫療設備中的持續診斷監測：

在各種條件下進行嚴格測試。
核實監管合規性和認證情況。
提供電池維護使用手冊。

電池的化學成分、容量和安全性與設備要求相匹配，可確保可穿戴式心電圖監測儀的可靠、長期運作。下表重點列出了關鍵性能因素：

性能因素	產品說明
可靠的長期運行	醫療設備需要連續運作數小時或數天，因此需要穩定的電源，且電源性能不能下降。
安全性和耐用性	為防止過熱或故障等風險，需要強大的安全機制。
規模和集成	穿戴式裝置需要小型電池，既要確保電池體積小巧，又要兼顧電池容量。
不同條件下的性能	電池必須在各種環境下可靠地運行，包括溫度和使用情況的變化。