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最大限度地利用长寿命电池的能量
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2022-11-28
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电池寿命是开发将填充工业物联网 (IIoT) 的无线传感器节点的关键考虑因素。在许多应用中，传感器节点需要安装在难以到达的位置，更不用说服务了。传感器节点需要在能源方面是自主的，因为为它们铺设电源线或让维护人员定期更换电池的成本太高且太困难。电池寿命是开发将填充工业物联网 (IIoT) 的无线传感器节点的关键考虑因素。在许多应用中，传感器节点需要安装在难以到达的位置，更不用说服务了。传感器节点需要在能源方面是自主的，因为为它们铺设电源线或让维护人员定期更换电池的成本太高且太困难。除了处理电子设备的低功耗外，电池本身还需要能够支持非常长的服务时间：可能长达 20 年。许多电池化学物质由于其自放电率而无法支持如此长的使用寿命，即使在支持专门的低能量电子设备时也是如此。除了处理电子设备的低功耗外，电池本身还需要能够支持非常长的服务时间：可能长达 20 年。许多电池化学物质由于其自放电率而无法支持如此长的使用寿命，即使在支持专门的低能量电子设备时也是如此。然而，锂亚硫酰氯化学具有非常低的自放电率。因此，这种化学物质为原电池技术提供了迄今为止最长的寿命和最高的能量自主性，适用于物联网传感器节点和其他重视小尺寸的设备。锂亚硫酰氯化学物质的使用寿命已在近 40 年的时间内得到证实。AA 型电池在公用事业仪表中的使用寿命超过 20 年。然而，锂亚硫酰氯化学具有非常低的自放电率。因此，这种化学物质为原电池技术提供了迄今为止最长的寿命和最高的能量自主性，适用于物联网传感器节点和其他重视小尺寸的设备。锂亚硫酰氯化学物质的使用寿命已在近 40 年的时间内得到证实。AA 型电池在公用事业仪表中的使用寿命超过 20 年。然而，随着长寿命电池供电系统的应用不断扩大，重要的是要考虑锂亚硫酰氯的化学特性。向传感器节点添加无线通信以及驱动功能（例如打开和关闭气体或液体阀门的能力）增加了电池所需的峰值电流。然而，随着长寿命电池供电系统的应用不断扩大，重要的是要考虑锂亚硫酰氯的化学特性。向传感器节点添加无线通信以及驱动功能（例如打开和关闭气体或液体阀门的能力）增加了电池所需的峰值电流。典型传感器节点或计量应用中的微控制器大部分时间都处于休眠状态，醒来后会定期读取读数并将其存储在本地内存中。在不太频繁的时间间隔内，微控制器将激活无线通信模块并将存储的数据包发送到网关或服务器。无线接口传输时，所需电流可达500毫安；但它只需要几百毫秒的时间。典型传感器节点或计量应用中的微控制器大部分时间都处于休眠状态，醒来后会定期读取读数并将其存储在本地内存中。在不太频繁的时间间隔内，微控制器将激活无线通信模块并将存储的数据包发送到网关或服务器。无线接口传输时，所需电流可达500毫安；但它只需要几百毫秒的时间。尽管电池的标称额定值似乎支持这种短期峰值电流，但不可避免的老化影响会缩短现场寿命。电池的可用容量不仅受自放电率的影响，还受由大电流脉冲的产生引起的阻抗逐渐升高的影响。尽管电池的标称额定值似乎支持这种短期峰值电流，但不可避免的老化影响会缩短现场寿命。电池的可用容量不仅受自放电率的影响，还受由大电流脉冲的产生引起的阻抗逐渐升高的影响。图 1：不同大小的电流脉冲对电压随时间的影响，显示了连续脉冲的潜在累积效应。使用恒定的低电流将恢复电压水平。图 1：不同大小的电流脉冲对电压随时间的影响，显示了连续脉冲的潜在累积效应。使用恒定的低电流将恢复电压水平。锂亚硫酰氯电池化学物质的极低自放电率主要是由于在放电时在阳极表面形成的氯化锂钝化层。该绝缘层会限制电流流动，但会因在电池上施加负载而部分脱落。然而，由于需要化学工艺来形成穿过钝化层的导电路径，因此存在延迟。这表现为瞬态电压下降，随后在恒定负载下电压缓慢上升。 锂亚硫酰氯电池化学物质的极低自放电率主要是由于在放电时在阳极表面形成的氯化锂钝化层。该绝缘层会限制电流流动，但会因在电池上施加负载而部分脱落。然而，由于需要化学工艺来形成穿过钝化层的导电路径，因此存在延迟。
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