Khi đã hiểu đặc tính tải của bơm truyền dịch, quyết định tiếp theo mang tính điện hóa: chọn hóa chất nào, bao nhiêu tế bào, cấu trúc ra sao, sạc và bảo vệ thế nào. Bài viết thứ hai này so sánh pin nickel-metal hydride với lithium-ion và pin sơ cấp theo các tiêu chí định lượng, đi qua một ví dụ tính toán thực tế sử dụng điện áp bộ pin truyền dịch thực tế, và giải thích các chi tiết ghép nối, sạc và nhiệt học phân biệt một bộ pin cấp y tế với một bó tế bào theo catalog. Bài bổ sung cho phần A (đặc tính tải) và đứng trước phần C (xác nhận và chứng nhận).
Ba dòng sản phẩm cạnh tranh nguồn năng lượng truyền dịch di động. Tế bào NiMH kín hoạt động ở mức 1,2 V danh định, sử dụng chất điện phân nước (gốc nước) không thể duy trì sự cố nhiệt, chịu được các chu kỳ nông và thỉnh thoảng sạc quá mức với một sơ đồ quản lý đơn giản, và thường cung cấp khoảng 500–1000 chu kỳ đến 80 % dung lượng (các biến thể tự xả thấp mở rộng phạm vi này). Tế bào lithium-ion cho mật độ năng lượng theo khối lượng cao hơn đáng kể và tự xả thấp hơn, nhưng sử dụng chất điện phân hữu cơ dễ cháy, đòi hỏi giám sát chủ động bắt buộc đối với tế bào và kiểm soát điện áp chính xác, và lợi thế an toàn của chúng trong môi trường lâm sàng phải được thiết kế thông qua BMS thay vì thừa hưởng từ hóa chất. Pin sơ cấp (không sạc lại) lithium hoặc kiềm loại bỏ bộ sạc nhưng tạo ra các vấn đề hậu cần, thải bỏ và đảm bảo dung lượng cho một thiết bị được tái sử dụng hàng ngày. Cân bằng định tính nhất quán trong các so sánh đã công bố: NiMH là lựa chọn bảo thủ và chịu lạm dụng; Li-ion là lựa chọn nhẹ, mật độ năng lượng cao; pin sơ cấp chỉ phù hợp với các thiết bị dùng một lần ngách.
Bên cạnh bệnh nhân, an toàn quan trọng hơn mật độ năng lượng. Các phân tích so sánh an toàn về nguồn điện y tế nhận thấy rủi ro sự cố nhiệt của NiMH là cực kỳ thấp nhờ chất điện phân nước, độ phức tạp quản lý tối thiểu (không cần cân bằng chủ động bắt buộc theo từng tế bào), và phản ứng với sạc quá mức nghiêm trọng là giải phóng khí có kiểm soát qua van an toàn thay vì cháy. Ngược lại, lithium-ion yêu cầu bộ pin ngăn chặn chính các điều kiện — sạc quá mức, xả quá mức, quá nhiệt, đoản mạch nội bộ — dẫn đến các sự cố nhiệt. Theo Quy định về thiết bị y tế của EU (2017/745), nhà sản xuất phải chứng minh nguồn điện an toàn bất kể hóa chất nào; IEC 62133 cung cấp bằng chứng được chấp nhận ở cấp tế bào, với phần 1 bao gồm các hệ thống nickel (NiCd/NiMH) và phần 2 là lithium — một sự phân biệt được xem xét trong phần C.
Các nền tảng truyền dịch thực tế neo giữ phép tính. Một bơm tiêm được triển khai rộng rãi sử dụng bộ pin NiMH sáu tế bào 7,2 V và khoảng 2000 mAh (sáu tế bào 1,2 V mắc nối tiếp), cùng định dạng được cung cấp làm thiết bị gốc trong các mẫu như dòng Terumo TE-112; các thiết bị công suất cao hơn sử dụng bộ pin mười tế bào 12 V, khoảng 4 Ah. Việc tính toán tuân theo bốn phương trình:
Với mục tiêu 5 giờ ở mức trung bình 350 mA, nhu cầu năng lượng thô là 1,75 Ah; sau giới hạn độ sâu xả 0,8, giảm 20 % cuối vòng đời và biên độ 15 % cho lạnh, dung lượng thiết kế tiến gần đến 2,8 Ah — minh họa vì sao nhãn «2000 mAh» có thể vừa vặn hoàn hảo cho một nhiệm vụ 4 giờ tốc độ thấp nhưng không đủ cho một đặc tả 5 giờ thận trọng.
Một nhánh nối tiếp chỉ mạnh bằng tế bào yếu nhất của nó, và các bộ pin y tế đòi hỏi phân loại chặt chẽ hơn các bộ pin tiêu dùng. Các hướng dẫn lựa chọn NiMH y tế yêu cầu độ lệch điện áp hở mạch giữa các tế bào trong khoảng 50 mV ở bộ pin sáu tế bào 7,2 V, với các hạng điện trở trong và dung lượng được ghép nối. Hành vi của tế bào yếu — xả quá mức và cuối cùng là đảo cực trong một nhánh mà các tế bào chưa bao giờ được ghép nối — là nguyên nhân chủ đạo của hỏng hóc sớm bộ pin trong các hàng trả về thực địa. Các nhà sản xuất đạt được điều này thông qua phân loại tế bào đầu vào, kết nối hàn (không bao giờ hàn tay) và các nhiệt điện trở được ghép nối để giám sát nhiệt độ sạc.
Việc sạc NiMH dễ tính nhưng không thiếu quy tắc. Sạc dòng không đổi kết thúc bằng dấu hiệu delta-V âm hoặc tăng nhiệt độ, với bù đắp theo thời gian và sạc nhỏ giọt duy trì, cho phép bơm nằm trên đế cắm vô thời hạn mà không hư hại — một quy trình mà Li-ion chỉ quản lý thông qua BMS. Bộ pin nên được đặt xa động cơ và thiết bị điện tử công suất, vì khả năng chấp nhận sạc của NiMH giảm trên khoảng 45–50 °C và nhiệt độ kéo dài làm lão hóa theo lịch nhanh hơn; hoạt động lâm sàng trong nhà (thường là −10 đến +50 °C đối với bộ pin NiMH y tế) là thuận lợi, nhưng việc sắp xếp bên trong vỏ vẫn quan trọng.
Weijiang Power sản xuất các tế bào NiMH được phân loại và hàn cùng các bộ pin tùy chỉnh cho OEM bơm truyền dịch và bơm tiêm: các hạng điện áp/điện trở/dung lượng xác định, tích hợp NTC và bảo vệ, cụm có đầu nối để tích hợp sản xuất gọn gàng, và tài liệu IEC 62133-1 cùng UN 38.3. Hãy chia sẻ thời gian chạy mục tiêu, điện áp bus và vỏ của bạn, và chúng tôi sẽ cung cấp một bộ pin được tính toán, ghép nối và hậu thuẫn bằng thử nghiệm thay vì một bó tiêu chuẩn.
