鋰離子電池在醫(yī)療器械市場(chǎng)中的重要作用

Marissa Caldwell博士是美敦力的電池研究和技術(shù)科學(xué)家?？嫉峦柋局茉诿苄葜Z維舉行的電池展期間擔(dān)任“醫(yī)療和個(gè)人電子設(shè)備電池”會(huì)議的小組成員。設(shè)計(jì)新聞在會(huì)議結(jié)束后采訪了考德威爾博士，以了解更多有關(guān)在醫(yī)療設(shè)備中使用鋰離子電池的信息?？嫉峦枌⑺娜粘９ぷ髅枋鰹?ldquo;為可能在五到十年內(nèi)推出的產(chǎn)品確定并開(kāi)發(fā)新的電池化學(xué)品和新電池設(shè)計(jì)。”Medtronic是全球最大的醫(yī)療設(shè)備公司之一，擁有運(yùn)營(yíng)總部并做多它在明尼蘇達(dá)州弗里德利的研究和開(kāi)發(fā)。它是醫(yī)療器械行業(yè)為數(shù)不多的能夠制造自己的電池用于某些心臟和神經(jīng)刺激設(shè)備的公司之一。

“所有美敦力的可充電電池都是鋰離子電池 - 自2004年以來(lái)我們一直在這樣做，”考德威爾在她的演講中說(shuō)道。植入電池的充電都是感應(yīng)式的。再充電系統(tǒng)與患者一起被送回家并且被佩戴在植入裝置的區(qū)域上。它通過(guò)皮膚充電。

“當(dāng)我們?cè)O(shè)計(jì)電池時(shí)，我們會(huì)怎么想?”考德威爾反問(wèn)道。“對(duì)我們來(lái)說(shuō)，可靠性是首先想到的事情之一。這實(shí)際上意味著從所有不同方面考慮可靠性，包括從設(shè)備級(jí)別和電路級(jí)別到我們?nèi)绾晤A(yù)測(cè)使用此設(shè)備的人員的要求。什么是不同的補(bǔ)給方式?可能發(fā)生的故障模式有哪些?然后所有這些都包含在測(cè)試，建模和設(shè)計(jì)中。我們?cè)O(shè)計(jì)為可植入的大多數(shù)電池都設(shè)計(jì)得非常保守。為了建立這種可靠性，我們確實(shí)放棄了很多利潤(rùn)，比如能量密度。我們不會(huì)成為市場(chǎng)上能量密度最高的電池。但我們會(huì)持續(xù)更久，更可靠，“她解釋道。

條例

滿(mǎn)足法規(guī)要求也是醫(yī)療設(shè)備電池開(kāi)發(fā)的重要組成部分。除了運(yùn)輸和電池本身需要滿(mǎn)足的所有其他不同問(wèn)題之外，不同的醫(yī)療工作組和食品藥品管理局(FDA)也有不同的醫(yī)療特定要求。所涉及的大部分文書(shū)工作都用于證明進(jìn)入醫(yī)療設(shè)備的電池實(shí)際上將以所聲稱(chēng)的方式執(zhí)行。根據(jù)考德威爾的說(shuō)法，“制造一種能夠持續(xù)很長(zhǎng)時(shí)間的電池真的很難，而且要證明它能夠持續(xù)很長(zhǎng)時(shí)間才更難。”

電動(dòng)汽車(chē)電池市場(chǎng)的一大推動(dòng)力是從電池化學(xué)中消除昂貴的鈷。醫(yī)療電池不一定如此。“我們對(duì)鈷的成本并不像大多數(shù)人那么敏感，因此我們沒(méi)有那么大的驅(qū)動(dòng)力來(lái)獲得無(wú)鈷。驅(qū)動(dòng)鎳錳鈷(NMC)和無(wú)鈷材料與我們無(wú)關(guān)。快速充電石墨和更高的能量密度，更高的電壓 - 這些都是我們非常感興趣的事情，“考德威爾說(shuō)。

這并不意味著沒(méi)有積極研究新技術(shù)，如固態(tài)電解質(zhì)。“我們可以越安全地設(shè)計(jì)，它總是在我們的雷達(dá)上。固態(tài)電解質(zhì)是我們密切關(guān)注的事情，但我們?nèi)匀辉诤饬克某墒於取?duì)于大多數(shù)固體電解質(zhì)和可制造性而言，功率仍是一個(gè)問(wèn)題。因此，如果你看一下氧化物和石榴石材料以及更難的無(wú)機(jī)物，我們將如何制造它 - 特別是在我們真正的小電池中?對(duì)于某些事情，如聚合物和軟材料，與安全性的權(quán)衡是什么?“