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医疗设备中的电池分类 2016-07-31

电池是用来存储和供应电能的一种设备。按供电原理可以分为“化学电池”和“物理电池”两种。通常我们所接触的电池都是化学电池,其构成材料为化学物质,靠电池内部进行的氧化一还原反应将化学能转换为电能。在现代医疗设备中有很多都使用一个内部电池,当仪器失去交流电时,可自动转换成电池供电,使仪器能正常工作,从而大大提高了临床医疗的安质。因此,对医疗设备中的电池有一个深入的了解是非常有必要的,能够使我们维修人员有效地对仪器设备中各类电池进行管理,以延长电池的使用寿命,降低设备维修成本。



1 电池的分类
(1)一次性电池
电池可分为“一次性电池”和“二次电池”。使用后即废弃,不可重复使用的称为“一次性电池”。这种电池的化学反应是纯粹的单向放电反应,不能通过电路操作来还原这些反应,不能再生充电,包括各种干电池、碱性电池、纽扣电池及一次性锂电池。
①锌--锰电池  锌一锰电池是我们平常接触最多的电池。它通常以锌为负极,正极则为碳棒,加上活性物质二氧化锰,电解质由氯化铵、氯化锌和淀粉等组成,可以提供1.5 v左右的电压,常用于耗电量小的产品。在医疗设备中,常见于各类仪器的?仄、心电记录背包、血压检测背包等设备中。但它存在温度适应性差,功率过小,电压不稳定等方面的问题,因此无法在一些电量及性能要求较高的领域使用。
②碱性电池  碱性电池就是使用碱性电解质的电池,它同样提供了1.5 V的额定电压,但由于采用了纯度更高的二氧化锰和胶态的锌粉,增加了反应面积和储电量,所以温度适应性范围更广,性能也有了较大的提高,是医疗设备中最广泛运用的一次性电池。
③一次性锂电池  锂电池是用金属作负极活性物质的电池的总称。由于锂的标准电极电位最负,因此以锂为负极组成的电池具有比能量大,电池电压高的电性能,并且放电平稳,工作温度宽,低温性能好,存贮寿命长等特点。在医疗设备中常用于需要稳定工作电压的各类产品中,如各类测量仪器、备用电源、照相系统等设备中。其中我们最为熟悉的伟伦 AED 10 采用的就是这种电池,深圳市力恒捷科有限公司生产的伟伦 AED 10 采用松下原装电芯,寿命长达十年!

(2)二次电池
化学电源是一种能量转换装置。放电时,化学能转变为电能,充电时,电能又将转换为化学能存贮起来。二次电池的反应是可逆的,可外加一个超过电池本身额定电压的电压,让反应还原。同时将能量再次储存到电池内部,从而可重复多次使用。在医疗仪器中,如:除颤仪、监护仪、便携式B超、麻醉机、心电图机及其它便携式医疗仪器等设备中广泛使用。常见的二次电池有:碱性充电电池,铅酸电池、镍镉电池,镍氢电池、锂电池和锂聚合物电池。
①镍镉电池
镍镉电池采用氢氧化镍为正极活性材料,并掺有石磨以增加导电性,负极则采用海绵状的活性镉,电解质为氢氧化钾溶液。它可提供1.2 V电压,循环寿命长达2000—4000次,还具有大电流放电、用温度范围广、自放电率小等特点。缺点是记忆效应非常明显,充放电不完全,会导致容量明显下降。镍镉电池在医疗设备中使用较少,力恒捷在医疗设备电芯的采用上基本上淘汰了镍隔电芯,现在主要应用在电动工具及瞬间耗电量高的应用环境中。
②镍氢电池
氢电池与镍镉电池相比较,二者的结构相同,只是使用的负极材料不同,镍氢电池使用氢合物为负极。使其在单位重量或单位体积的能量密度上都有了相当的改进。具有能量密度高(是镍镉电池的1.5~2倍)、电池电压为1.2 V-1.3 V(与镍镉电池相当),可快速充放电,低温性能好,耐充放电能力强、记忆效应小等优点。缺点是其耐高温性能差,自放电率高。在医疗设备中大量应用于电动工具、笔记本电脑、数码相机、备用电源等设备上。

③锂离子电池
锂离子电池采用渗有钴、镍、锰等金属的锂合金氧化物作正极,石墨或碳黑作负极的全新电池类型,相对于镍镉、镍氢电池来说具有更高的能量密度和比较平稳的电平。由于采用了网状和隧道状的材料设计,使内部离子流更加顺畅,从而有效延长了使用寿命。它完全没有记忆效应,不需要完全充放电来消除记忆效应。且无污染,自放电小。目前在各类便携式电子产品中可以随处可见锂离子电池的应用。但锂电池的安全性是特别需要重视的一个问题,短路、强迫过充、过放电等都将引起爆炸,使用时应特别注意。因此,采用一个好的锂电池,他的保护电路应当放在第一位,力恒捷锂电池,九重保护:过流,过充,过压,短路,高温,过热,过放,功率保护,电芯智能防护,一级备用防护,全新采用美国进口芯片,这样才能够提高锂离子电池的性能。绝对禁止锂离子电池过度受热、短路或受到意外的强力撞击。

④锂聚合物电池
锂聚合物电池是在锂离子电池的基础上以高分子聚合物电解质取代传统的液态有机电解质而产生的。这种高分子电解质即可以作为传导离子的媒介,又可以作为隔离膜使用。再加上与金属锂的反应性极低,因此有效避免了锂离子电池的容易燃烧和容易漏液的现象。并且由于锂离子聚合物电池是将液态有机电解质吸附在一种聚合物基质上,被称作胶态电解质,这种电解质既不是游离电解质也不是固体电解质,从而使得锂锂子聚合物电池不仅具有液态锂离子电池的优良性能,还可以制成任意形状和尺寸,超薄型产品,使得其适用范围广,发展前景好。

⑤铅酸电池
铅酸电池也是一种常见的二次电池。它采用的负极为铅,正极为二氧化铅,电解质通常采用27%--39%的硫酸溶液。能提供2.0v电压,放电时消耗铅、二氧化锰和硫酸,在充电时将其还原。铅酸电池具有电动势大,操作温度广、结构简单、技术成熟,使用可靠等优点。在医疗设备中如:除颤仪、UPS、心脏急救仪、紧急照明设备等都用到了该电池。铅酸电池应经常处于充足电状态。使用中应避免大电流充电、过放电和过充电。电池全放电后,应在24小时内进行充电处理。

2 电池的维护管理

(1)要用正确的充电速率对电池进行充放电
对各类二次电池都要用正确的充电速率对电池进行充放电处理。若快速充电,则电池的状态会很快突破电压电流保护条件,导致电池所接受到的能量反而减少;同样道理,如果电池的放电速率过快,那么电压下降的速率就会超过蓄电量减少的速率,导致电池的实际工作时间比额定的放电时间还短。因此,我们在对电池的使用中应注意根据电池的标准速率进行匀速充放电。

(2)防止过度充电和过度放电
电池内部存在与充放电反应无关的“二次反应”,它不但会释放出额外的热量,而且随着电池的使用时间与充放电次数的增加,还会导致一些固、液或气态副产品的产生。其中固态杂质会在电池的反应表面上结晶,并遮住可用来贮存电荷的反应位置,而热量则会在液体或气体电解质中蒸发出沸点较低的成分,如果气体的产生速率大于电池零件所能吸收的速率,则在密封电池内部将会产生压力而带来危险。对一块处于满电位的电池继续施加能量,那么二次反应的速度就会大幅加快,即所谓的过度充电,它不但会让电池的蓄电能力降低,还会缩短电池的使用寿命。同样,过度放电也会导致同样的效果。因此,在电池的使用中要特别避免过度充放电,则二次反应的副产品的累积速度就会比较慢,而且工作时的温度也比较低,这不但能延长电池的周期寿命,还能将电池的高蓄电能力维持较长的时间。

(3)日常维护
在现代先进的医疗设备中有很多仪器都采用了内部电池组。对电池使用不当将会造成电池电极开路、短路、电极上活性物质脱落或转移、容量的下降等故障,对电池造成暂时或永久性的破坏,故应定期对医疗仪器内部的电池组进行有效的检查和维护。

电池在初次使用时,应进行充电处理,才能获得最佳性能。
在长期贮存后,也应对电池进行充电。平时的保养中,应该制定一套严格的保养制度,建立电池档案,每隔三个月左右就对电池性能进行一次检查和维护。例如在:DAsH2000监护仪、Pr01000监护仪、除颤仪等设备的“维修菜单”中都有电池测试信息,可以定期检查一下电池当前的使用状态,便于及时检修或更换,从而使电池的工作更稳定,有效期更长。电池如果失效,需要更换,换下的废电池,应交有关固体废物处理公司处理,以保护环境。

特别提醒:现在许多的电池是锂离子电池,锂离子电池没有记忆性能,而且力恒捷生产的锂电池在出厂前都有做 48 小时的老化循环测试处理,所以新电池就不需要求前面三次放光所有的电,再充12小时的电了,所以前三次要放光所有的电,再要冲12小时那是错误的!
现在比较流行的前三次充电有两种说法:
1.是买机器的时候,让冲 12个小时以上
2.二是充满后再多冲1到2小时为好的

第一种是镍铬电池的冲法,以前都是镍铬电池的,由于镍铬电池有记忆能力,所以前三次最好是用完再冲,冲12个小时,让电池充分的激活,以达到好的效果,这是一个惯例了,所以卖的就说惯了,但是现在已经有所改变.
锂电池不需要,锂电池的充放是,我们会特别再次提出来讲,到时请大家注意查看<力恒捷锂电池的充放电说明>

总之,由于现代临床科室各种医疗仪器分类多、功能全、精度高,故确保各类仪器正确安全使用非常重要。所以对仪器中电池之类易损件进行有效的维护和保养是大有裨益的,不仅能延长电池的使用寿命,且能减少设备维修成本,显著提高医院医疗设备的使用率和完好率。

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