大部分物联网终端都是用电池供电,休眠态电流在uA级别,尽最大可能延长电池的使用时间,本篇文章简单介绍下物联网终端电池的选用。
终端电池一般分为两种:可充电式锂电池以及不可充电电池。
关于可充电锂离子电池使用最多的两种就是圆柱形锂离子电池(18650为代表)以及聚合物锂离子电池,如下图所示:
锂离子电池使用非常广泛,放电能力强,最大脉冲电池可以达到2C,但在物联网终端需要长达3年的使用的话,锂离子电池的自放电率不得不考虑,常温下锂离子月自放电率在2%左右,年自放电率为20%,显然不适用在使用寿命长达几年的终端设备。锂离子具体特性参考文章:锂离子电池基本特性。
在一次性电池中,现在物联网终端中使用较多的电池是锂亚硫酰氯电池(3.6V)以及锂铁电池(1.5V)。
锂亚硫酰氯电池
锂亚硫酰氯电池具有比能量高、自放电率低特点,采用特殊结构与配方设计,可在-40℃~+145℃超宽温度范围工作、抗震动及抗冲击、散热等的特性。锂亚硫酰氯电池能量密度是500Wh/kg,锂亚硫酰氯电池标称电压在3.6V, 由于本身的放电化学性能,在小电流放电或者电池没有负载时电池正极会产生钝化保护膜,阻止电池自放电所以采用很低的低放电率。年自放电率<2%,适合小电流长时间放电。
单节锂亚硫酰氯电池放电电流较小一般在在100mA以下,下图是单节锂亚硫酰氯电池电流与电压放电曲线,大电流会存在电压滞后现象,电压跌落可能会导致系统关机!
如果需要大电流应用时需要配合特定电容器进行重负载应用,可以高大5A的脉冲电流。 电池电容器如下图所示(配合锂亚硫酰氯电池使用):
关于锂亚硫酰氯电池的选择可以参考如下两家公司:
锂-二硫化亚铁电池(锂铁电池)
锂铁电池能量密度为300Wh/kg,锂铁电池标称电压为1.5V,对标的是碱性电池。自放电率较低,放电电流以及脉冲电流大(2-4A),适用于重负载应用。其高低温放电能力,大电流放电能力,使用寿命,重量均优于碱性电池。
关于锂铁电池的选择可以参考如下两家公司: