題:
可能的電池解決方案具有1000mAh容量和超過10年的使用壽命?
Sensors
2016-10-13 14:47:09 UTC
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我正在研究使用單個電池將無線傳感器節點運行長達10年的可能性。我認為平均電流消耗可能約為70uA,峰值電流消耗可能為20mA(平均電流已考慮在內)。系統電壓可以在2.5-3V之間。

隨著物聯網和遠程傳感器領域的不斷增長,這似乎是越來越多項目中的要求。我希望能找到一些平衡成本和功能的可能解決方案的建議。

我認為CR123A是可能的電池,甚至只是兩節AAA電池。鋰離子可充電電池也是一個考慮因素,但我認為自放電可能是經過這段時間後的一個因素,充電/能量收集可能會困難或昂貴。

您是否嘗試過查看現有產品的用途?
您可能會查看煙霧探測器中使用的電池,這些電池的使用期限為10年。就像U9VL-XC電池一樣。
您要找到的“第一件事”是實際上由製造商“保證”使用了十年的電池。如果電池甚至不能持續這麼長時間,那麼在幾乎沒有電流的情況下設計任何電路都是沒有用的。電池化學成分很可能是基於鋰的原電池(不可充電)。除非您可以使用小的太陽能電池板提供額外的費用。但是無論如何,很少有製造商能夠保證電池的使用壽命為10年。
十年內平均電流為70 µA,則需要容量超過6132 mAh的電池。十年中每小時每小時20毫安的峰值電流將需要另外487毫安。在10年中,會發生一些自放電,一塊10 Ah的電池可能不夠用。
一次鋰!
@Uwe我喜歡添加的內容。但是您忘記了forget年。您應該說10年6136 mAh。或者,以防萬一十年期以a日開始,可能在十年期中為3 leap日,然後是6137 mAh!;)
Betavoltaic原子電池...?
另一種途徑是從其他來源收集能量,例如溫度變化,振動,運動,太陽能。
為什麼是十年?這是對特定應用程序的特定要求,還是您夢dream以求的任意數量?
您是否限制尺寸/空間?如果不是這樣,您可能會使用具有高“保質期” *和某種開關係統的電池組。
許多這樣的10年煙霧探測器不能使用10年,似乎製造商有時會承擔責任,並且在最壞的情況下,還要進行保修更換:)
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@Uew,感謝您指出這一點。我選擇了一個任意最大值的70微安培,很容易達到30安培(仍然超過1000mAh,我應該做數學!)
@BruceAbbot,是針對特定應用程序的,但是我想更廣泛地發布這個問題,因為我認為物聯網作為一個一般性要求越來越普遍
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我不知道俄羅斯是否暫停其p處置計劃,將使這些電池價格便宜。
@Sensors是指* discreet *(因為不突出),還是* discrete *(孤立,分離)?
六 答案:
Olin Lathrop
2016-10-13 16:11:55 UTC
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首先,讓我們看看您需要多少能量或容量。10年內70 µA的電流為6.1 Ah,您說的是3V。這比CRxxxx電池所能提供的更多。

另一個問題是,無論放電如何,您都需要能使用10年的電池。未指定許多電池具有如此長的使用壽命,更不用說使用壽命了。對於這種應用,您需要與電池公司的現場工程師進行對話。看看塔迪蘭。他們正在針對這種應用。

另一種選擇是帶有小型太陽能電池板的可充電鋰電池。在平均電流為70 µA的情況下,18650電池遠遠不夠。它可以輕鬆地在幾週內完全沒有陽光下騎行。一個適中的面板,一周只要曬幾個小時就足夠了。

太陽能電池板+超級電容/小巧的電池絕對是必經之路。+1
是的,選擇了一個相當隨意的數字,沒有在那裡做我的數學運算! 感謝您對Tadiran的注意,我將進一步研究太陽能電池。我知道這是有可能的,但是某些傳感器可能沒有入射的陽光,甚至沒有室內光線。
user3528438
2016-10-13 18:11:29 UTC
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持久(極低的自放電)電池通常沒有很好的放電特性。

例如 14500型Tadiran SL-360在6mA放電時可提供2.1AH電流,但在20mA以上不能放電。在數據表中,您可以看到它可以在20uA的電流下放電10年。

解決該問題的一種方法是使用能量緩衝解決方案:緩慢給電池放電並為一個大電容器充電,然後在需要時使用電容器爆出所需的峰值電流,例如 thisTI的遙感應用針對15年電池壽命的能量緩衝參考設計。

我認為,如果您根據峰值電流要求選擇電池,那麼您的設計將需要一種非常專業的電池,該電池必須具有低自放電和良好的放電電流,這可能使其價格昂貴且難以採購。

能量緩衝大大降低了電池的峰值電流要求。

能量緩衝需要一個具有低漏電流和小內阻的大電容器。一些電解電容器的壽命可能少於10年。
Lior Bilia
2016-10-13 16:24:20 UTC
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正如評論中的某人所言,亞硫酰氯鋰原電池是解決此問題的方法。這種電池以從1 / 2AA到D的各種形狀係數以及各種電池組配置存在。 某些製造商(Saft,Tadiran電池)保證10年的保質期。 這些電池提供3.6V電壓,並考慮到用這些電池很難測量剩餘電量,並且在設計中還需要考慮與電池相關的其他現象。

Mauvai
2016-10-14 18:03:59 UTC
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我相信您最好的解決方案是non-rechargable(或“主”)鋰電池。這些電池在5年內的自放電率大約為10%-所有可充電電池的自放電率都遠高於此值。這是電子公司用於長壽命無線傳感器節點的解決方案。此鏈接具有有關電池放電的一些信息,而此鏈接描述了不可充電電池的類型。

最後,此 Farnell鏈接提供了一系列適合您的應用的不可充電鋰電池(各種類型!)

我同意鋰原電池,例如CR2 3.00V具有低成本和高能量密度,並具有出色的電池電壓調節性能,可提供最佳的可負擔長期壽命。亞硫酰氯鋰是ELT的理想選擇,只要內置熱熔絲和剛性容器的短路故障為零,ELT就需要持續10年,否則,如果短路,它們將成為重要的爆炸裝置。引用http://biz.maxell.com/en/primary_batteries/pdf/ER_15e.pdf
henros
2018-10-27 14:36:11 UTC
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近30年前,我負責設計密封的不可維修電子設備,該設備以5年無條件保修的形式出售。我們使用的鋰亞硫酰氯電池(我記得還記得Tadiran和Saft),尺寸從AA到D,電池壽命沒有問題。我們的測試單元可以使用8年以上(那時我離開了公司,因此失去了聯繫)。我希望電池設計會隨著時間的推移而有所改進,因此我建議將其作為可能的解決方案。

sanaris
2018-10-27 14:58:36 UTC
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購買硫酸和鉛(Pb),使鉛電池足夠大。進入房間,並在需要時為另一電池充電-不間斷解決方案(根據需要)。大小會很大,但是您沒有任何限制。

當您希望極低的自放電時,直到現在為止都會使用鉛酸蓄電池。它為蜂窩網絡,計算機等存儲備用電源。因為它可靠,簡單並且不會騷擾環境(所有組件都可以轉換成新電池)。



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