大電流型鈕扣電池為穿戴

醫療設備提供充足的電源

現代人擁有較為富足的生活，但像是高血壓、糖尿病等疾病，也成為現代人的常見疾病。通過一些穿戴醫療設備來監測患者的生理狀態，以進行身體狀態的管理，已經成為維持患者身體健康、改善生活質量的重要設備。這些穿戴醫療設備必須具備體積小、重量輕，但又要滿足支持大電流、使用壽命長的需求，因此大電流型的鈕扣電池將成為這些穿戴醫療設備的理想拍檔。本文將為您介紹新型血糖監測儀的發展，以及由村田（Murata）推出的大電流型鈕扣電池的產品特性。

傳統手動控糖方案不方便、

不精確與不及時

經濟的發展給人們帶來富足的生活，但也帶來一些“富貴病”，例如糖尿病等，已經成為現代人的常見疾病。依據國際糖尿病聯盟（IDF）的《2021全球糖尿病地圖（第10版）》顯示，在過去10年間全球糖尿病患者數量持續增長，已經達到約5億多人，其中中國糖尿病患者人數由0.9億增至1.41億，占全球患者人數的26%，預計今后全球的糖尿病患者將進一步增長。因此，如何做好血糖監控和管理，將是擺在人類社會面前的一個重大課題。

傳統手動控糖方案對糖尿病患者來說相當不方便、不精確與不及時，以往糖尿病患者在家主要是定時用血糖儀采集指尖血來檢測毛細血管的血糖值，若超過醫生給的建議值，則手動注射胰島素來控制血糖，但是這套老方法既“不方便”也“不精確”，這是因為人體的血糖值在一天內會頻繁大幅變動，個別時間點的定時血糖檢測，并不能實時且精確的反應真實的血糖水平。此外，采用手動注射胰島素，將較難控制注入量的精度。傳統手動控糖方案相當不方便、不精確、不及時，即便能夠補充胰島素，但是患者仍然需要嚴格控制飲食等，生活質量并沒有因此而改善。

“人造胰腺” 提高糖尿病患者的生活品質

如今，隨著科技的發展，科學家和技術工程師們研發出了智能型可穿戴的“人造胰腺”設備。這種連續血糖監測裝置（CGM）又稱為“人造胰腺”，其工作原理是將CGM的傳感探針植入皮下，可以自動實時檢測人體中的血糖水平，并將數據無線發送至計算單元（專用PDA或用戶手機APP）。計算單元在判斷計算出所需的胰島素需求量后，將指令發送到智能胰島素泵，隨后胰島素泵啟動將所需的胰島素實時且精確的注射入患者體內，實時動態地維持患者血糖平衡。通過上傳數據到醫療云平臺，相關醫療機構或主治醫師就可隨時掌握患者血糖健康狀態，及時給出醫學建議和方案。這個整個過程，無需患者干預，真正實現了“方便且精確”的控制血糖水平，患者在佩戴“人造胰腺”時也可以正常飲食及娛樂等，提高了患者的生活品質。

這種面向醫療的智能可穿戴設備，追求全自動、高精度、及時性，因此對電池的要求更高，相比于消費電子，醫療級電子產品要求功能完整、精度高，從產品供電需求方面來看，電池的放電性能必須能夠應對瞬時電力需求的波動，因為在這種復雜環境下，還需要進行無線通信和驅動液泵電機等功能。此外，由于對穿戴設備的可靠性、穩定性與安全性有更高的要求，因此設備內電池自身需要確保安全，電池也需要足夠輕薄才行，另一方面，穿戴設備的常規要求是輕量化與薄型化，這對電池的規格要求越來越高。

大電流鈕扣電池滿足可穿戴設備的需求

自近20年前推出可穿戴設備以來，已經建立了重要的市場，到2021年出貨量約為5億臺。包括聲音處理、生物識別傳感、語音輔助技術、無線連接和電源管理等方面的發展，使可聽設備（智能入耳式設備）下一代可穿戴設備領域將預計出現大幅增長。然而，它們的設計和開發面臨著一系列的挑戰。

可穿戴設備市場正面臨著小型化和高效、安全性和可靠性、數據傳輸等特性與功能上的挑戰，大電流鈕扣電池正可應用在可聽戴設備、智能手表、AR眼鏡／VR頭盔、醫療設備等產品上。

由村田推出的大電流型SR/LR系列鈕扣型電池，非常適合用于需要承受大電流負載、使用通信、照明、攝像機和機械驅動功能的器材。大電流型SR/LR系列鈕扣型電池的最大脈沖放電電流約為標準型的3倍，其輸出電流條件是在23℃的環境下，可確保電壓不低于1.2V的電流，因此在需要達到較高電流峰值的器械中亦可使用。

這種小型、薄型的大電流型鈕扣型電池產品，適用于可穿戴設備等設備的小型化，并使用了村田特有的密封材料加工和密封技術，實現了出色的防漏液性能，其具備大電流負載特性、小巧輕薄、高安全性這三個特征，適用于需要實現小型、高性能及高可靠性的器械。例如在醫療用途上，可應用于給藥系統、膠囊內鏡、胰島素泵、持續血糖監測儀等產品，此外也可應用于物聯網、激光筆、音頻處理器等領域。

面向醫療領域的大電流型鈕扣電池

由村田推出的大電流型SR/LR鈕扣電池包含氧化銀電池SR系列與堿性電池LR系列，這種面向醫療領域的鈕扣電池產品具有大電流放電、高安全性、無汞、100%日本制造、小型輕薄等特點。

大電流型SR/LR鈕扣電池在放電功率方面，和常規的標準型鈕扣電池相比，大電流型可以放出更大的電流，最大脈沖放電電流約為以往的3倍，其輸出電流條件為在23℃的環境下，可確保電壓不低于1.2V的電流，在DOD 0%、100ms（23°C）的條件下，可維持1.2V以上的電壓最大脈沖放電電流，因此可以更從容的面對例如連續血糖監測儀和胰島素泵中無線模塊或者電機的瞬時功率需求。

此外，大電流型SR/LR鈕扣電池在連續大功率放電時，相比常規標準型，連續輸出時間更持久，整個放電過程中電壓和功率更加飽滿，讓設備運轉的更穩定，可提高用戶滿意度。

另一方面，村田在安全技術方面，電池所用材料中不含汞等有害物質，可以滿足醫療方面的材料安全要求。另外，村田鈕扣電池還采用了獨創的 “J型墊片” 設計，防漏液特性優異，確保長時間使用或儲存電池時的可靠性、安全性及耐久性。

村田鈕扣電池在醫療器械領域有著多年的應用經驗和相當數量的成功案例，搭載村田鈕扣電池的醫療器械產品，均可通過嚴苛的國內外醫療器械認證。村田鈕扣電池除了應用于 “人造胰腺” 中的連續血糖監測儀和智能胰島素泵以外，還在 “膠囊內鏡”（消化道影像檢測）和 “振動膠囊”（物理治療便秘）等先進醫療器械中有著廣泛應用。

目前村田推出的大電流型SR/LR鈕扣電池包括SR927R，其標稱容量為45 mAh，直徑為9.5 mm，高度則為2.7 mm，質量為0.70 g，支持1.55 V額定電壓，符合IEC（JIS）的SR57規范；SR44R與LR44R的標稱容量均為150 mAh，直徑均為11.6 mm，高度均為5.4 mm，質量分別為2.2 g（SR44R）與2.0 g（LR44R），額定電壓分別為1.55 V（SR44R）與1.50 V（LR44R），符合IEC（JIS）的SR44（SR44R）與LR44（LR44R）規范，這三款產品的工作溫度均為-10~60℃。

結語

醫療用可穿戴設備可隨時監測慢性病患者的生理特征，以便及時給藥或實時預警，可提升醫療的效果，也改善了患者的生活質量，其應用市場相當廣大。由村田推出的大電流型SR/LR鈕扣電池具備大電流放電、高安全性、無汞、日本制造、小型輕薄等特點，將會是搭配相關醫療用可穿戴設備的理想選擇。

審核編輯：湯梓紅