一種能量密度更高的技術(shù)可以釋放比其它同類產(chǎn)品更多的能量,，且體積更小,。
消費電子產(chǎn)品以及許多其他行業(yè)都越來越講究產(chǎn)品的移動性,，醫(yī)療器械制造商也不例外，這樣的趨勢提高了現(xiàn)場救助設(shè)備,、監(jiān)控設(shè)備和固定醫(yī)療設(shè)備的性能,，進而推動了醫(yī)療保健行業(yè)的發(fā)展。不過除了便攜性以外,，醫(yī)療器械制造商當然還希望能夠制造出可靠性高的器械,，因為人們的生命往往命懸一線。手機壞了固然是惱人的事,，但如果便攜式心臟監(jiān)控儀或者輸液泵由于電池耗盡而停止運作,，終端用戶——及病人——面臨的問題則嚴重得多。
幾年前,，醫(yī)療專業(yè)人員還無法將救助生命的設(shè)備帶到現(xiàn)場,；因為那時便攜式儀器的技術(shù)尚未成熟。但如今,，大量的監(jiān)控儀器,、超聲設(shè)備和輸液泵可在遠離醫(yī)院的場所使用——甚至戰(zhàn)場。便攜式設(shè)備的移動越來越方便,。正是由于諸如鋰離子電池等技術(shù)的應(yīng)用,，重達50磅的笨重除顫器才可以被更輕便、更緊湊的用戶友好型裝置取代,，也不會造成醫(yī)護人員肌肉的拉傷,。
病人的移動性也變得越來越重要。如今的病人可能會從放射科轉(zhuǎn)移到重癥監(jiān)護病房,，從救護車轉(zhuǎn)移到急救室,，或用救護車從一家醫(yī)院轉(zhuǎn)移到另一家醫(yī)院。同樣地,，便攜式家用儀器和移動式監(jiān)控設(shè)備的普及,，使病人可以待在喜歡的地方，而并不一定要留在醫(yī)療機構(gòu)中,。便攜式醫(yī)療器械必須真正實現(xiàn)完全意義上的便攜，為病人提供最佳服務(wù),。
對更小型,、更輕便的醫(yī)療器械的需求也因此顯著增加，這大大激發(fā)了人們對更高能量密度、更小巧的電池組的興趣,。筆記本電腦和手機使用的鋰離子電池技術(shù)已經(jīng)有了許多突破,，醫(yī)療設(shè)備設(shè)計工程師可以對此加以創(chuàng)新利用。
與其它傳統(tǒng)技術(shù)相比,，鋰離子電池在便攜式醫(yī)療設(shè)備的應(yīng)用中具有很多優(yōu)勢,。這包括能量密度更高、重量更輕,、循環(huán)壽命更長,、電池容量保持特性更好，以及適用溫度范圍更廣,。
由于化學性質(zhì)獨特,，鋰離子技術(shù)對設(shè)計方面的限制與先前的電池技術(shù)如鎳氫化合物(NiMH)、鎳鎘(NiCd)和密封鉛酸(SLA)不同,。同時,，醫(yī)療設(shè)備在某些方面比消費電子產(chǎn)品有更嚴格的操作要求；由于可靠性非常重要,，因此需要有功能強大的電池組,，帶有精確電量監(jiān)測且可靠的電池。
本文結(jié)合醫(yī)療器械的要求及鋰離子技術(shù)的特性,，概述了便攜式電源系統(tǒng)設(shè)計的注意事項,。并比較了鋰離子電池和其它化學電池的特性和容量。
1 能量密度和電壓
圖1. 鋰離子的能量密度遠高于鎳化合物,。
鋰離子電池技術(shù)的主要優(yōu)勢在于其能量密度的顯著提高,。相同體積和重量時，鋰離子電池可儲存和釋放的能量比其它充電電池更高,。能量密度以體積和質(zhì)量兩種方式測量,。鋰離子技術(shù)現(xiàn)可以提供近500Wh/L的體積能量密度和200Wh/kg的質(zhì)量能量密度(見圖1)。
與其它技術(shù)相比,，鋰離子可以釋放更多的能量,，而且體積更小，質(zhì)量更輕,。鋰離子電池的工作電壓比其它充電電池更高,，通常約為3.7V，而NiCd或NiMH電池為1.2V ,。這意味著需要使用多節(jié)其它電池時,，僅需一節(jié)鋰離子電池即可滿足使用要求。便攜式儀器設(shè)計中使用的電池能量密度越高,，其產(chǎn)品的體積越小,，便攜性也越好。電池組體積的縮小表示工程師可以利用多余空間，在同一產(chǎn)品中增添更多新功能(見圖2),。
2 自放電
圖2. 鋰離子電池有圓柱形和棱柱形兩種形狀,，可制成不同尺寸和容量的電池。
充電電池的容量會不斷損失,。該現(xiàn)象即稱為自放電,。但若儲存得當，其損失的大部分容量仍可恢復(fù),。
所有電池均應(yīng)在室溫（25°C 或更低）下儲存,，以保持最大的電池容量。終端用戶須將SLA電池放在低溫下儲存,，并盡可能每次充電量接近其容量的100%,，以保持最佳性能。密封鉛電池在25°C下放置6個月后自放電容量約為20%,；但40°C放置6個月后該值則增加到約30%,。NiMH電池也應(yīng)遵循類似的建議，避免長期儲存使反應(yīng)物失活,。NiCd 和NiMH電池在25°C下放置1個月,，其自放電率約為20%，隨后自放電率的增速顯著減慢,。
相反,，當鋰離子電池儲存時的充電電量為30-50%時，可獲得最佳循環(huán)壽命,。鋰離子電池25°C儲存6個月后的自放電容量僅為10%,。