Можливі рішення акумуляторів для ємності 1000 мАг та> 10 років життя?

Я розглядаю можливість роботи бездротового сенсорного вузла до 10 років на одній батареї. Я думаю, що середній розрив струму, ймовірно, буде близько 70uA, при цьому максимальний розрив струму, можливо, буде 20mA (середнє враховує це). Напруга в системі може бути від 2,5 до 3 В.

Це здається, що це може бути потребою у більшій кількості проектів, оскільки область IoT та дистанційних датчиків продовжує зростати. Я сподівався отримати кілька пропозицій щодо декількох можливих рішень, які співвідносять вартість та можливості.

Я думав про CR123A як можливий акумулятор, або навіть просто пару батарей AAA. Лілія-іонна акумуляторна клітина також була важливою для уваги, але я думаю, що, можливо, самовирядження може стати фактором після цього часу, і перезарядка / збирання енергії може бути важкою або дорогою.

Спочатку давайте подивимося, скільки потрібно енергії чи потужностей. 70 мкА протягом 10 років виходить до 6,1 А, і ви кажете, що це на 3 В. Це набагато більше, ніж CRxxxx акумулятор.

Ще одна проблема полягає в тому, що вам потрібен акумулятор, який добре працює протягом 10 років незалежно від розряду. Багато батарей не вказані для такого тривалого терміну зберігання, не кажучи вже про термін служби. Для цього типу додатків потрібно вести розмови з польовими інженерами від компаній-акумуляторів. Погляньте на Тадіран. Вони спрямовані на такий вид застосування.

Ще один варіант - літієвий акумулятор з невеликою сонячною панеллю. При середньому 70 мкА клітинку 18650 набагато більш ніж достатньо. Це міг легко проїхати кілька тижнів, без сонця взагалі. Всього декількох годин сонця на тиждень буде достатньо для скромної панелі.

Тривалі батареї (дуже низька саморозрядка) зазвичай не мають дуже хороших характеристик розряду.

Наприклад , форм-фактор Tadiran SL-360, 14500 пропонує 2,1AH при розряді 6 мА, але не може бути розряджений вище 20 мА. У аркуші даних ви бачите, що він може розряджатись 10 років при 20uA.

Один із способів обійти це використання енергетичного буферного рішення: повільно розрядити акумулятор і зарядити великий конденсатор, а також використовувати конденсатор, щоб вибухнути потрібний вам пік струму, коли це потрібно, як ця енергетична буферизація опорної конструкції орієнтації 15 років автономної роботи для застосування дистанційного зондування TI .

Я думаю, що якщо ви виберете акумулятор виходячи з ваших пікових вимог струму, для вашого дизайну знадобиться дуже спеціалізований акумулятор, який пропонує як низький рівень самозарядження, так і хороший струм розряду, що, ймовірно, робить його дорогим і важким у джерелі.

Буферизація енергії значно послаблює потребу в піковому струмі для акумулятора.

Як хтось розмістив у коментарях, первинні клітини тіонілхлориду літію є вирішенням цієї проблеми. Такі комірки існують у різних форм-факторах, від 1 / 2AA до D, та різних конфігураціях акумуляторних батарей. Деякі виробники (батареї Saft, Tadiran) гарантують 10 років терміну придатності. Ці осередки забезпечують 3,6 В, враховуйте, що надзвичайно важко оцінити залишок рівня заряду з цими елементами, і є інші явища, пов’язані з акумуляторами, які вам доведеться враховувати у своїй конструкції.

Я вважаю, що найкращим можливим рішенням є незарядні (або "первинні") літієві батареї. Самозарядка на них становить приблизно 10% за 5 років - усі акумуляторні батареї набагато вищі за це. Це рішення, яке використовують компанії Electronics для бездротових датчиків бездротового зв'язку. На цьому посиланні міститься деяка інформація про розряджання акумулятора, в той час як ця описує типи акумуляторів, що не перезаряджаються.

Нарешті, у цьому посиланні на Farnell є підбірка літієвих акумуляторів, що не перезаряджаються (різних типів!), Які повинні відповідати вашим додаткам

Майже 30 років тому я відповідав за розробку герметичного неремонтуваного електронного обладнання, яке продавалося з 5-річною безумовною гарантією. Ми використовували літієві тіонілохлоридні батареї (Тадіран та Сафт, наскільки я пам’ятаю), розмірами від АА до Д, і не мали проблем із часом автономної роботи; у нас були тестові підрозділи, які за 8 років досягли експлуатаційного використання (тоді я покинув компанію і так втратив зв'язок). Я думаю, що дизайн батареї з часом покращився, тому я б запропонував це як імовірне рішення.

Купуйте сірчану кислоту та плюмбум (Pb), зробіть свинцеву батарею достатньо великою. Заходьте в кімнату та заряджайте акумулятор, якщо потрібно, іншим акумулятором - рішення без зупинки (як хочете). Розмір буде великим, але у вас немає жодних обмежень.

Свинцеві батареї використовуються до цього дня, коли потрібно дуже низький рівень самозарядки. Він зберігає запас енергії для стільникових мереж, комп’ютерів і т. Д. Оскільки він надійний, простий і не переслідує навколишнє середовище (всі компоненти конвертовані назад у новий акумулятор).