聚焦大健康，医用电池应用及发展现状分析

随着生物医学技术和科技的快速发展，便携式医疗监测电子产品和大型医疗器械在日常生活和医疗临床中应用越来越普遍，医疗领域将迎来一场治疗方法的范式转移。因此，许多医疗器械电池、医疗设备电池，医疗检测设备电池，医用便携式电池，医疗设备专用锂电池等应运而生。作为医疗器械储能用电池，它也许影响医疗仪器的运用，仪器电池功用严峻时会将医疗设备电池断电，必会影响患者生命危险。

（图片来源：亿纬锂能微信端）

医用电池分类及应用

在各类医疗设备中使用的医用电池根据电池应用次数可分为一次电池（只能放电一次）和二次电池（可反复充电循环使用）。

一次性电池

在一次放电结束后即可丢弃，不能重复使用的电池称为一次性电池，这种单向式放电的反应无法通过外电路充电操作使容量恢复，这种电池包括有各类干电池、碱性电池和一次性锂离子电池三大类。

1）锌-锰干电池（或称碳锌电池）
锌锰电池是生活中接触最多的电池，以金属锌作为负极，碳棒和活性物质二氧化锰作为正极，电解质是由氯化铵、氯化锌和淀粉等组成的，常被使用于电压在1.5V的耗电量小且对容量需求不高的产品中。
在医疗设备中，锌锰电池常在各类仪器的遥控器、心电记录背包、电压监测背包等小型设备中使用。但是其存在温度适应范围窄，功率较低，电压不稳定等方面的问题，使得锌锰电池在要求高电量设备和温度过高或过低的环境中广泛应用。
2）一次性锂离子电池
由于锂的标准电极电位小于零，因此作为电极组成的电池具有更高的容量，质量轻，电池电压平台为0-2V较高于锌锰电池，且放电平稳，工作温度范围宽，在低温环境中放电性能稳定，便于长时间存储。
一次性锂电池在医疗器械中常常用于需要稳定工作电压的产品中，如各类测量仪器（测温枪），备用电源、照相系统等设备中。
3）碱性电池
碱性电池是电解质为碱性的电池，额定电压为1.5V，电池以纯度更高的二氧化锰和胶态锌粉作为正负两极，增加了反应表面积和储存电量，而且温度适应范围宽，因此在使用过程中性能得到较大提高。

碱性电池是目前在医疗设备中应用最广泛的一次性电池。

二次电池

二次电池又称之为充电电池或蓄电池，是指在电池放电结束后可通过充电的方式使活性物质激活而继续使用的电池。二次电池广泛应用于医疗仪器中，如除颤仪、监护仪、便携式B超、麻醉机、心电图机及其它便携式医疗设备。

常见的二次电池有：铅酸电池，镍镉电池，镍氢电池，锂离子电池、锂聚合物电池、碱性充电电池等。

1）铅酸电池

铅酸电池是典型的二次电池。它采用铅作负极，二氧化铅作正极，电解质通常采用27%-39%的硫酸溶液。额定电压高，电动势大，操作温度范围广，结构简单，技术成熟且安全可靠等优点，在经过全放电之后，电池要在24小时之内进行充电处理，保持充足电状态。

铅酸电池在除颤仪、UPS、急救仪等医疗设备中用到。

2）镍镉电池

镍镉电池循环电压平台低（1.2V），循环次数多达2000-4000次，在大电流密度下放电，容量保持稳定，且适用温度范围广等特点。但是在充放电过程中，镍镉电池记忆效应明显，可逆性不完全，使得容量在循环过程中不断下降直至没有容量。

镍镉电池在医疗设备中使用较少，主要在电动工具和瞬间耗电量高的应用环境中使用。

3）镍氢电池

与镍镉电池相比，二者具有相同的结构，只是采用的负极材料不同，镍氢电池负极材料是氢化物。镍氢电池能量密度是镍镉电池的1.5-2倍，电池额定电压为1.2-1.3V，具有可快速充放电，容量可逆性高，低温性能好等特点，缺点是在高温环境中稳定性差，自放电率高。

镍氢电池主要应用于医疗设备的电动工具、笔记本电脑、数码相机和备用电源等。

4）锂离子电池

传统的锂离子电池的负极材料采用石墨或是碳黑，正极为锂与镍、钴、锰和锡金属的合金化合物作正极，与镍镉、镍氢电池相比具有更高的能量密度和比较平稳的电压平台，且完全没有记忆效应。

新型锂离子电池是采用锑基、锡基、钴基和碳纳米管等为锂离子负极材料，比石墨为负极的电池容量更高，可逆度更强。

锂电池在充放电时无污染，自放电小，是目前各类便携式医疗设备中常使用的电池。但是锂电池存在放电过程中易短路，且过充或过放等都会引起爆炸，所以在使用中需要格外注意。全新的锂离子电池需要通过2-3次的完全充放电来彻底激活电池的可逆效应，进而来提高医用锂离子电池的性能。

5）锂聚合物电池

锂聚合物电池，顾名思义是在锂离子电池的基础上电解质为高分子聚合物。高分子聚合物电解液又叫做胶态电解质，是介于液态和固态间的物质形态，因此锂离子聚合物电池不仅具有液态锂离子电池的优良性能，也具有固态锂离子电池可以制成任意形状和尺寸的超薄型电池的优点，进而其适用范围广，发展前景好，使用于各类医疗设备中。

国内医用电池的发展现状

相比消费电子，医疗电池在能量密度、寿命、尺寸和形状适应性、可靠性、安全性及特殊环境适应性方面有着更严苛的标准，而植入式医疗器械所使用的电池，则要求更高。由于成本高、周期长、回报慢等因素，之前国内几乎没有自主研发，体内应用医疗电池市场长期被进口产品占据。

今年6月，亿纬锂能宣布成立医疗电池事业部，目前已推出医疗电池解决方案包括两大领域——“体外应用-医疗电池全面解决方案和“体内应用-医疗电池全面解决方案”，涉及AED除颤仪电池、呼吸机电池、持续性血糖仪电池、胶囊内窥镜电池、脑起搏器电池、超薄可充电神经刺激器电池、微型植入式电池。亿纬锂能从材料端到电芯端全面测试，采用医疗级电池材料设计，最高级气密性等级，100%通过CT测试。业内人士称，亿纬锂能布局医疗电池，“不仅可通过医疗产品的严苛标准倒逼提升技术研发能力，也可进一步增强企业的抗风险能力。”

亿纬锂能并不是第一家进入医疗领域的电子消费企业，今年比亚迪申请注册了“远灯医疗”“月呀·医美”商标，国际分类均为医疗器械。此外，去年6月份比亚迪还发布了一份关于超声骨刀的新专利。比亚迪电子官网显示，医疗健康已成为其四大业务领域之一，与汽车智能系统并列。国产替代方案的出现，有望打破进口产品垄断体内应用医疗电池市场的现状。

小结

随着锂离子电池研发技术的成熟及便携式医疗仪器对移动式工作要求的提升，锂离子电池以其高电压、高能量、长寿命等绝对优势逐步占领医疗仪器行业的主导地位。医疗电子产品制造商在医疗设备生产过程中应充分加以利用，以达到降低成本、提高设备性能的目的。医用电池为消费者、医护人员和病人在诊断和救治方面提供了极大的便利。参考来源：