1、前言

從啟動汽車到為電視遙控器供電，電池提供的動力使日常用品成為可能。

然而，并非所有電池都是一樣的。有些額定溫度較低，而另一些則可以提供更高的峰值電流放電率。選擇合適的電池可以減小最終產(chǎn)品的尺寸，延長其使用壽命并使其更加堅固。

在開發(fā)新的血糖監(jiān)測器電池規(guī)格時，我們最關鍵的決定將是電池化學成分是一次性的還是可充電的。原電池通常更便宜、能量密度更高且使用更簡單——但也更笨重、浪費且容易泄漏?？沙潆婋姵氐男阅芨啥ㄖ?，使用壽命更長，設計更時尚、更緊湊。

圖 1：典型的一次性電池

圖 2：典型的可充電電池

由于其操作需要額外的組件，可充電電池通常也更昂貴且實施起來更復雜。對于許多設計人員來說，這些缺點意味著原代電池是血糖監(jiān)測儀等應用的唯一選擇。但可充電解決方案增加的價值不僅僅是環(huán)境效益，即使對于簡單和廉價的設備也是如此。

首先，由于無法為原電池充電，任何使用它們作為電源的手持式顯示器等設備都必須考慮每小時消耗的電量，以確定有用設備運行所需的容量次。消費者不喜歡每天甚至每周更換設備上的電池，因此容量要求必須是每日消耗量的數(shù)倍。

為了說明這一事實，假設我們正在設計一個用于監(jiān)控工作姿勢的設備。該設備在 4.2 V 電壓下每八小時使用 50 mAh，并且在更換前可使用 100 小時。為了使用原電池滿足這些性能目標，電池容量必須至少為 625 mAh，才能為設備提供足夠的電力。

這種未使用的容量增加了我們可以在其他地方使用的設計的重量和尺寸。

同時，可充電電池不需要持續(xù) 100 小時；它只需要為充電周期之間最壞的使用情況供電。如果設備在休息期間有 20 小時的使用時間，那么我們可以使用 125 毫安時電池而不是 625 毫安時電池來設計系統(tǒng)。盡管原電池的密度是其可充電電池的三倍，但這種降低的容量需求足以彌補不足。

使用原電池需要考慮的另一個因素是電池內容泄漏，尤其是堿性電池。使用電池時，會發(fā)生化學反應，導致電池內壓力積聚過多。為了降低成本，一些原電池沒有使用最好的通風或可用材料制成。這會導致結構薄弱的電池隨著時間的推移可能會將其內容物泄漏到敏感電極上，從而可能永久損壞受影響的設備。作為設計師，為什么要添加另一個可能會導致我們的設備出現(xiàn)故障的向量？

除了對設備的潛在危害之外，還必須半定期更換原電池。經(jīng)過數(shù)周的信號強度不佳之后，我們都不得不更換遙控器中的電池。一旦耗盡，一些原代電池需要特殊的處理方法；所有這些都比可充電的同類產(chǎn)品產(chǎn)生更高的廢物率。隨著世界變得越來越具有生態(tài)意識，我們應該關注數(shù)百萬人每 100 小時更換一次電池與使用 2,000 小時所產(chǎn)生的廢物，這一切都源于我們的設計選擇。

圖 3：原代細胞可能產(chǎn)生的廢物

在應對不斷增長的能源消耗時，原代電池處于嚴重劣勢。消費者喜歡能夠通過在線應用程序跟蹤他們的活動和其他數(shù)據(jù)。隨著像藍牙® 低功耗和其他通信標準這樣的東西融入我們的日常生活，能源需求增加而尺寸減小。設備在不使用時不再閑置，而是提供定期報告。此功能會消耗能量，增加每小時使用的平均能量。消費者總是希望他們的設備做得更多；可充電電池實現(xiàn)了這一愿望。

BQ25155和BQ25125等充電器體積小、實施簡單且功能強大。借助集成的低壓降穩(wěn)壓器、模數(shù)和 DC/DC 轉換器，這些設備有可能成為全面的電池管理單元。