Panasonic松下锂锰电池在NB-IOT产品中的应用方案之一

物联网终端应用产品主要有：智能水电气热表、烟感、地磁、智能门锁等。物联网产品，都需要合适的电池作为主电源。目前主电源主要采用以下两种电池：

1、3.6V锂亚（ER）电池+电容

2、3.0V锂锰（CR）电池

（他们共同优点：自放电小、放电平台相对较高。）

1. 锂锰(CR)与锂亚(ER)电池：化学特性比较

      小结：从化学特性上判断，Panasonic-CR(锂锰)电池更适合于物联网终端产品长期应用。

 

 

2. 锂亚(ER)电池存在的问题

 

2.1 锂亚(ER)电池-脉冲能力差

小结：

     1、稍大电流脉冲时，ER电池电压下降幅度大（钝化现象），后果信号无法发出、后台MCU反复重启；

      2、ER电池+电容，可以缓解掉电压问题，但也有明显弊端(后面详解)；

      3、采用Panasonic-CR电池，可以满足大电流脉冲。

 

2.2 锂亚(ER)电池-长期使用或储存内阻差

 

备注：300KΩ放电约10uA电流

 

      小结：长期使用下，ER与普通CR电池内阻上升明显，而Panasonic-CR内阻基本维持不变，有利于瞬间大电流脉冲与实际电量利用率。

 

2.3 锂亚(ER)电池-放电终点无法监测

 

3.6V ER电池放电曲线如上图所示

 

      ER电池放电曲线基本都是平的结束时是陡然下降。尤其与电容配合使用时更明显。无法监测剩余电量。

 

而锂锰(CR)电池则可监测

 

Panasonic-CR3.0V电池放电曲线如上图所示

 

      CR电池的放电至50%后电压有规则的平稳下降，尤其是Panasonic-CR电池的电压与残余容量是成正比关系。可以监测剩余电量。

 

     小结：采用Panasonic-CR电池，物联网产品可增加监测剩余电量功能，提前预警。

 

2.4 锂亚(ER)电池-有效使用容量利用率低

 

       特别提醒：采用ER（锂亚）电池，设计工程师要求电池厂匹配时，多出30%的富余容量。是因为ER电池的有效容量利用率相对偏低。而CR电池，尤其是Panasonic-CR就不会有这种现象 (有效容量利用率在95%以上)。

 

2.5 锂亚(ER)电池-含有有毒物质

       锂亚电池的原材料，含有毒物质，如果破裂，会产生有毒气体，对人体及环境有害，严重则会危及生命， 以下是严重案例。

 

~锂锰(CR)电池的原材料，不含有害物质，是环保产品。

 

2.6 锂亚(ER)电池-配合电容使用存在诸多隐患

 

 

3. 目前市面上常用NB-IOT模块及其问题点

 

电路设计未隔离

      1、"常用1"模块，电压太高，如遇低温环境(电池工作电压始终低于2.5V时)，产品会失效。

 

      2、"常用2"模块，先升压后降压设计，会造成发射效率低，导致功耗大，为了控制发射电流不过大，把功率降低到20.5dBm，但会造成信号偏弱问题，可能会重启，电量消耗更快，得不偿失。

 

      3、"常用1"与“常用2”模块，电路均是未隔离设计，MCU电压不稳定。

 

发射时电池电压会抖动，即明显下降（优其是低温环境）

 

      说明：电压抖动会造成，MCU电压不稳定，传感器采集不准确；严重时会重启系统。

 

 

4. 基于华为海思芯片NB-IOT模组的优势

4.1、能得到海思芯片底层代码与完整系统；

4.2、对芯片底层设计进行优化，使模块在低温下仍能有效利用电池能量，最低可启动电压，低至1.8V，3.0锂锰电池完全可匹配；

4.3、对芯片系统代码调整，在异常时，其他模块会射频(整机)重启（耗电）;而(NX06；NX08)模块仅关闭后台电源不需整机重启（省电）,并有自动断电功能（含有驱动功能）；

4.4、对整体模块系统进行了优化并隔离电路，使产品发射时电压不抖动MCU稳定，采集信息准确，不至于重启系统 ；

4.5、采用Panasonic-3.0V电池匹配，无需加电容，长期使用性及安全性更高，可以根据客户需求进行订制化设计 。

 

5. Panasonic-CR电池优势

 

6. Panasonic-CR(3.0V锂锰)NB-IOT产品中的应用型号：

CR-AG

CR-2/3AZ

7.  Panasonic电池+NB-IOT模块应用于物联网水表

 

8. 总结

Panasonic-CR(3.0V锂锰)电池比3.6V锂亚电池在NB-IOT产品中应用更具如下优势：