スマート医療機器およびCGM血糖測定器に使用されるリチウムマンガンボタン電池
スマート医療機器およびCGM血糖測定器に使用されるリチウムマンガンボタン電池
リチウムマンガンボタン電池（CRシリーズ）独自の性能上の利点により、スマート医療機器、特に持続血糖モニタリング（）システムの中核電源となっています。以下は、技術的な特徴、モデルの比較、アプリケーションシナリオ、業界動向の詳細な説明です。
リチウムマンガンボタン電池の技術的特徴と利点
1. 化学組成と電圧特性
- 化学システム：正極は二酸化マンガン（₂) では、負極に金属リチウム、電解質に有機溶媒が使用され、安定した 3V の公称電圧が得られます (従来のアルカリ電池は 1.5V のみです)。
- 放電曲線：電圧出力は容量範囲の90％以内（約3V〜2V）で安定しており、医療機器回路の安定した動作を保証し、データエラーを低減します。
2. 主要なパフォーマンスパラメータ
- エネルギー密度: シリーズのエネルギー密度は 270 ～ 300Wh/ に達し、アルカリ電池 (約 100Wh/) をはるかに上回ります。例:
- : 容量220〜245mAh、CGMデバイスが10〜14日間連続して動作することをサポートします。
- : 38〜40mAh の容量、コンパクトなセンサー モジュールに適しています。
- 温度適応性: ほとんどのモデルは-20℃から動作可能℃+60まで℃、特別なモデル（CR2032HTなど）は-40まで拡張できます。℃〜125℃複雑な / 環境に適しています。
- 自己放電率：年間自己放電率≤2%、保存寿命は最大10年で、医療機器の長期バックアップのニーズを満たします。
CGM血糖測定器の電池コア要件
は血糖値を 24 時間監視し、データをリアルタイムで送信する必要があり、バッテリーに対する要件は非常に厳格です。
1. 小型化: デバイスは皮膚に貼り付けるか皮下に埋め込む必要があり、電池サイズを極限まで圧縮する必要があります ( の厚さはわずか 1.6 です)。2. 長い電池寿命: 一般的な デバイスの消費電力の内訳:
- センサー: 3-5メートルA（連続運転）
- Bluetoothモジュール: パルス電流10〜20mA（各送信）
- マイクロコントローラ（）：1-3メートルA（スリープモード）
- 包括的なバッテリー寿命: は 7 ～ 14 日間サポートでき、少なくとも 10 日間の デバイスに対する の監視要件を満たします。
3. 安全性: 漏れ、過熱、爆発のリスクを防ぐために、、 などの認証が必要です。
技術的な課題と解決策
1. 低温環境における容量減衰
- 問題：通常のリチウムマンガン電池の容量は-20℃以下では50％以上低下する。°C.
- 解決：
- 電解質の改善：低温添加剤（プロピレンカーボネートなど）を追加してイオン伝導性を向上させます。
- 回路補償: デバイスには加熱モジュールが組み込まれているか、電圧を維持するためにブースト チップを使用しています。
2. パルス電流要件
- 問題: 送信中の瞬間電流が 15 ～ 20 に達し、電圧降下が発生する可能性があります。
- 解決：
- 並列コンデンサ：100-220を接続メートル電流ピークを緩衝するために、バッテリー出力に並列に F コンデンサを接続します。
- 選択の最適化: 高いパルス性能のモデルを選択します。
3. 安全性とコンプライアンス
- 医療認証：バッテリーは医療機器品質管理システムと生体適合性テストに合格する必要があります
- 漏れ防止設計：レーザー溶接シーリングまたは二重シェル構造を採用。
今後の開発動向
1. 大容量：
- 正極材料（MnOなど）のナノサイズ化によるエネルギー密度の向上₂ナノワイヤなど）を追加し、目標容量を 30% 増加させます（ は 600mAh に到達可能など）。
2. 充電式ソリューション:
- 充電式リチウムマンガン電池（MLシリーズ、ML2032など）はサイクル寿命が500回あり、医療廃棄物を削減します。
3. インテリジェントな統合:
- バッテリーの状態監視とデバイスの電力消費の適応調整を実現するマイクロ (電源管理チップ) を内蔵しています。
4. 環境保護と分解性：
- WEEE指令に準拠した生分解性シェル材料（ポリ乳酸PLAなど）の研究開発。
リチウムマンガンボタン電池CGM血糖測定器のマイクロエネルギーコアの役割を果たします。高電圧、長寿命、小型化などの特性は、医療機器のニーズに完全に適合しています。将来、材料科学と電力管理技術の進歩により、CRシリーズのバッテリーは、より小型で、より長いバッテリー寿命とより高い安全性に向けたスマート医療機器の開発をさらに促進します。メーカーにとっては、バッテリーの低温性能と環境保護設計を継続的に最適化し、医療機器メーカーとの共同開発を強化して、ますます厳しくなる医療規制に対応する必要があります。
