醫(yī)療設(shè)備中的電池分類
2016-07-31
電池是用來存儲(chǔ)和供應(yīng)電能的一種設(shè)備。按供電原理可以分為“化學(xué)電池”和“物理電池”兩種。通常我們所接觸的電池都是化學(xué)電池，其構(gòu)成材料為化學(xué)物質(zhì)，靠電池內(nèi)部進(jìn)行的氧化一還原反應(yīng)將化學(xué)能轉(zhuǎn)換為電能。在現(xiàn)代醫(yī)療設(shè)備中有很多都使用一個(gè)內(nèi)部電池，當(dāng)儀器失去交流電時(shí)，可自動(dòng)轉(zhuǎn)換成電池供電，使儀器能正常工作，從而大大提高了臨床醫(yī)療的安質(zhì)。因此，對醫(yī)療設(shè)備中的電池有一個(gè)深入的了解是非常有必要的，能夠使我們維修人員有效地對儀器設(shè)備中各類電池進(jìn)行管理，以延長電池的使用壽命，降低設(shè)備維修成本。
1 電池的分類
(1)一次性電池
電池可分為“一次性電池”和“二次電池”。使用后即廢棄，不可重復(fù)使用的稱為“一次性電池”。這種電池的化學(xué)反應(yīng)是純粹的單向放電反應(yīng)，不能通過電路操作來還原這些反應(yīng)，不能再生充電，包括各種干電池、堿性電池、紐扣電池及一次性鋰電池。
①鋅--錳電池 鋅一錳電池是我們平常接觸最多的電池。它通常以鋅為負(fù)極，正極則為碳棒，加上活性物質(zhì)二氧化錳，電解質(zhì)由氯化銨、氯化鋅和淀粉等組成，可以提供1.5 v左右的電壓，常用于耗電量小的產(chǎn)品。在醫(yī)療設(shè)備中，常見于各類儀器的遙控器、心電記錄背包、血壓檢測背包等設(shè)備中。但它存在溫度適應(yīng)性差，功率過小，電壓不穩(wěn)定等方面的問題，因此無法在一些電量及性能要求較高的領(lǐng)域使用。
②堿性電池 堿性電池就是使用堿性電解質(zhì)的電池，它同樣提供了1．5 V的額定電壓，但由于采用了純度更高的二氧化錳和膠態(tài)的鋅粉，增加了反應(yīng)面積和儲(chǔ)電量，所以溫度適應(yīng)性范圍更廣，性能也有了較大的提高，是醫(yī)療設(shè)備中最廣泛運(yùn)用的一次性電池。
③一次性鋰電池 鋰電池是用金屬作負(fù)極活性物質(zhì)的電池的總稱。由于鋰的標(biāo)準(zhǔn)電極電位最負(fù)，因此以鋰為負(fù)極組成的電池具有比能量大，電池電壓高的電性能，并且放電平穩(wěn)，工作溫度寬，低溫性能好，存貯壽命長等特點(diǎn)。在醫(yī)療設(shè)備中常用于需要穩(wěn)定工作電壓的各類產(chǎn)品中，如各類測量儀器、備用電源、照相系統(tǒng)等設(shè)備中。其中我們最為熟悉的偉倫 AED 10 采用的就是這種電池,深圳市力恒捷科有限公司生產(chǎn)的偉倫 AED 10 采用松下原裝電芯,壽命長達(dá)十年!
(2)二次電池
化學(xué)電源是一種能量轉(zhuǎn)換裝置。放電時(shí)，化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?，充電時(shí)，電能又將轉(zhuǎn)換為化學(xué)能存貯起來。二次電池的反應(yīng)是可逆的，可外加一個(gè)超過電池本身額定電壓的電壓，讓反應(yīng)還原。同時(shí)將能量再次儲(chǔ)存到電池內(nèi)部，從而可重復(fù)多次使用。在醫(yī)療儀器中，如：除顫儀、監(jiān)護(hù)儀、便攜式B超、麻醉機(jī)、心電圖機(jī)及其它便攜式醫(yī)療儀器等設(shè)備中廣泛使用。常見的二次電池有：堿性充電電池，鉛酸電池、鎳鎘電池，鎳氫電池、鋰電池和鋰聚合物電池。
①鎳鎘電池
鎳鎘電池采用氫氧化鎳為正極活性材料，并摻有石磨以增加導(dǎo)電性，負(fù)極則采用海綿狀的活性鎘，電解質(zhì)為氫氧化鉀溶液。它可提供1．2 V電壓，循環(huán)壽命長達(dá)2000—4000次,還具有大電流放電、用溫度范圍廣、自放電率小等特點(diǎn)。缺點(diǎn)是記憶效應(yīng)非常明顯，充放電不完全，會(huì)導(dǎo)致容量明顯下降。鎳鎘電池在醫(yī)療設(shè)備中使用較少，力恒捷在醫(yī)療設(shè)備電芯的采用上基本上淘汰了鎳隔電芯，現(xiàn)在主要應(yīng)用在電動(dòng)工具及瞬間耗電量高的應(yīng)用環(huán)境中。
②鎳氫電池
氫電池與鎳鎘電池相比較，二者的結(jié)構(gòu)相同，只是使用的負(fù)極材料不同，鎳氫電池使用氫合物為負(fù)極。使其在單位重量或單位體積的能量密度上都有了相當(dāng)?shù)母倪M(jìn)。具有能量密度高(是鎳鎘電池的1．5～2倍)、電池電壓為1．2 V-1．3 V(與鎳鎘電池相當(dāng))，可快速充放電，低溫性能好，耐充放電能力強(qiáng)、記憶效應(yīng)小等優(yōu)點(diǎn)。缺點(diǎn)是其耐高溫性能差，自放電率高。在醫(yī)療設(shè)備中大量應(yīng)用于電動(dòng)工具、筆記本電腦、數(shù)碼相機(jī)、備用電源等設(shè)備上。
③鋰離子電池
鋰離子電池采用滲有鈷、鎳、錳等金屬的鋰合金氧化物作正極，石墨或碳黑作負(fù)極的全新電池類型，相對于鎳鎘、鎳氫電池來說具有更高的能量密度和比較平穩(wěn)的電平。由于采用了網(wǎng)狀和隧道狀的材料設(shè)計(jì)，使內(nèi)部離子流更加順暢，從而有效延長了使用壽命。它完全沒有記憶效應(yīng)，不需要完全充放電來消除記憶效應(yīng)。且無污染，自放電小。目前在各類便攜式電子產(chǎn)品中可以隨處可見鋰離子電池的應(yīng)用。但鋰電池的安全性是特別需要重視的一個(gè)問題，短路、強(qiáng)迫過充、過放電等都將引起爆炸，使用時(shí)應(yīng)特別注意。因此，采用一個(gè)好的鋰電池，他的保護(hù)電路應(yīng)當(dāng)放在第一位，力恒捷鋰電池，九重保護(hù)：過流，過充，過壓，短路，高溫，過熱，過放，功率保護(hù)，電芯智能防護(hù)，一級備用防護(hù)，全新采用美國進(jìn)口芯片，這樣才能夠提高鋰離子電池的性能。絕對禁止鋰離子電池過度受熱、短路或受到意外的強(qiáng)力撞擊。
④鋰聚合物電池
鋰聚合物電池是在鋰離子電池的基礎(chǔ)上以高分子聚合物電解質(zhì)取代傳統(tǒng)的液態(tài)有機(jī)電解質(zhì)而產(chǎn)生的。這種高分子電解質(zhì)即可以作為傳導(dǎo)離子的媒介，又可以作為隔離膜使用。再加上與金屬鋰的反應(yīng)性極低，因此有效避免了鋰離子電池的容易燃燒和容易漏液的現(xiàn)象。并且由于鋰離子聚合物電池是將液態(tài)有機(jī)電解質(zhì)吸附在一種聚合物基質(zhì)上，被稱作膠態(tài)電解質(zhì)，這種電解質(zhì)既不是游離電解質(zhì)也不是固體電解質(zhì)，從而使得鋰鋰子聚合物電池不僅具有液態(tài)鋰離子電池的優(yōu)良性能，還可以制成任意形狀和尺寸，超薄型產(chǎn)品，使得其適用范圍廣，發(fā)展前景好。
⑤鉛酸電池
鉛酸電池也是一種常見的二次電池。它采用的負(fù)極為鉛，正極為二氧化鉛，電解質(zhì)通常采用27％--39％的硫酸溶液。能提供2．0v電壓，放電時(shí)消耗鉛、二氧化錳和硫酸，在充電時(shí)將其還原。鉛酸電池具有電動(dòng)勢大，操作溫度廣、結(jié)構(gòu)簡單、技術(shù)成熟，使用可靠等優(yōu)點(diǎn)。在醫(yī)療設(shè)備中如：除顫儀、UPS、心臟急救儀、緊急照明設(shè)備等都用到了該電池。鉛酸電池應(yīng)經(jīng)常處于充足電狀態(tài)。使用中應(yīng)避免大電流充電、過放電和過充電。電池全放電后，應(yīng)在24小時(shí)內(nèi)進(jìn)行充電處理。
2 電池的維護(hù)管理
(1)要用正確的充電速率對電池進(jìn)行充放電
對各類二次電池都要用正確的充電速率對電池進(jìn)行充放電處理。若快速充電，則電池的狀態(tài)會(huì)很快突破電壓電流保護(hù)條件，導(dǎo)致電池所接受到的能量反而減少；同樣道理，如果電池的放電速率過快，那么電壓下降的速率就會(huì)超過蓄電量減少的速率，導(dǎo)致電池的實(shí)際工作時(shí)間比額定的放電時(shí)間還短。因此，我們在對電池的使用中應(yīng)注意根據(jù)電池的標(biāo)準(zhǔn)速率進(jìn)行勻速充放電。
(2)防止過度充電和過度放電
電池內(nèi)部存在與充放電反應(yīng)無關(guān)的“二次反應(yīng)”，它不但會(huì)釋放出額外的熱量，而且隨著電池的使用時(shí)間與充放電次數(shù)的增加，還會(huì)導(dǎo)致一些固、液或氣態(tài)副產(chǎn)品的產(chǎn)生。其中固態(tài)雜質(zhì)會(huì)在電池的反應(yīng)表面上結(jié)晶，并遮住可用來貯存電荷的反應(yīng)位置，而熱量則會(huì)在液體或氣體電解質(zhì)中蒸發(fā)出沸點(diǎn)較低的成分，如果氣體的產(chǎn)生速率大于電池零件所能吸收的速率，則在密封電池內(nèi)部將會(huì)產(chǎn)生壓力而帶來危險(xiǎn)。對一塊處于滿電位的電池繼續(xù)施加能量，那么二次反應(yīng)的速度就會(huì)大幅加快，即所謂的過度充電，它不但會(huì)讓電池的蓄電能力降低，還會(huì)縮短電池的使用壽命。同樣，過度放電也會(huì)導(dǎo)致同樣的效果。因此，在電池的使用中要特別避免過度充放電，則二次反應(yīng)的副產(chǎn)品的累積速度就會(huì)比較慢，而且工作時(shí)的溫度也比較低，這不但能延長電池的周期壽命，還能將電池的高蓄電能力維持較長的時(shí)間。
(3)日常維護(hù)
在現(xiàn)代先進(jìn)的醫(yī)療設(shè)備中有很多儀器都采用了內(nèi)部電池組。對電池使用不當(dāng)將會(huì)造成電池電極開路、短路、電極上活性物質(zhì)脫落或轉(zhuǎn)移、容量的下降等故障，對電池造成暫時(shí)或永久性的破壞，故應(yīng)定期對醫(yī)療儀器內(nèi)部的電池組進(jìn)行有效的檢查和維護(hù)。
電池在初次使用時(shí)，應(yīng)進(jìn)行充電處理，才能獲得最佳性能。
在長期貯存后，也應(yīng)對電池進(jìn)行充電。平時(shí)的保養(yǎng)中，應(yīng)該制定一套嚴(yán)格的保養(yǎng)制度，建立電池檔案，每隔三個(gè)月左右就對電池性能進(jìn)行一次檢查和維護(hù)。例如在：DAsH2000監(jiān)護(hù)儀、Pr01000監(jiān)護(hù)儀、除顫儀等設(shè)備的“維修菜單”中都有電池測試信息，可以定期檢查一下電池當(dāng)前的使用狀態(tài)，便于及時(shí)檢修或更換，從而使電池的工作更穩(wěn)定，有效期更長。電池如果失效，需要更換，換下的廢電池，應(yīng)交有關(guān)固體廢物處理公司處理，以保護(hù)環(huán)境。
特別提醒：現(xiàn)在許多的電池是鋰離子電池，鋰離子電池沒有記憶性能，而且力恒捷生產(chǎn)的鋰電池在出廠前都有做 48 小時(shí)的老化循環(huán)測試處理，所以新電池就不需要求前面三次放光所有的電，再充12小時(shí)的電了，所以前三次要放光所有的電，再要沖12小時(shí)那是錯(cuò)誤的！
現(xiàn)在比較流行的前三次充電有兩種說法：
1.是買機(jī)器的時(shí)候,讓沖 12個(gè)小時(shí)以上
2.二是充滿后再多沖1到2小時(shí)為好的
第一種是鎳鉻電池的沖法,以前都是鎳鉻電池的,由于鎳鉻電池有記憶能力,所以前三次最好是用完再?zèng)_,沖12個(gè)小時(shí),讓電池充分的激活,以達(dá)到好的效果,這是一個(gè)慣例了,所以賣的就說慣了,但是現(xiàn)在已經(jīng)有所改變.
鋰電池不需要,鋰電池的充放是,我們會(huì)特別再次提出來講,到時(shí)請大家注意查看<力恒捷鋰電池的充放電說明>
總之，由于現(xiàn)代臨床科室各種醫(yī)療儀器分類多、功能全、精度高，故確保各類儀器正確安全使用非常重要。所以對儀器中電池之類易損件進(jìn)行有效的維護(hù)和保養(yǎng)是大有裨益的，不僅能延長電池的使用壽命，且能減少設(shè)備維修成本，顯著提高醫(yī)院醫(yī)療設(shè)備的使用率和完好率。
