Основная характеристикой любого портативного устройства это время автономной работы с аккумуляторной батареи, которое напрямую зависит от типа химической реакции источника питания.
Цель работы – разработать встроенный источник питания, обеспечивающий стабильную работу конъюнктивального микроскопа даже в неблагоприятных условиях, таких как низкая температура, высокая влажность, агрессивная химическая среда.
Наиболее распространенными типами технологий создания малогабаритных аккумуляторных источников питания являются: литий-ионный тип, литий-полимерный тип, никель-металл-гидридный тип и другие. Каждая из технологий имеет преимущества и недостатки, описываемые ниже.
В неблагоприятных условиях, таких как низкая температура, высокая влажность, давление, агрессивная химическая среда, наиболее значимым фактором является температурный режим, и необходимо защитить устройство от изменения теплового фона.
Литий-ионный аккумулятор имеет высокие показатели основных характеристик: энергоемкость и низкий саморазряд.Удельная энергоёмкость от 110 до 230 Вт*ч/кг, так как максимальное потребляемое конъюнктивальным микроскопом напряжение – 5В, минимальная применимая удельная емкость равна 22 – 46 А*ч/кг. Число циклов заряд/разряд до потери 80 % ёмкости около 600. Саморазряд при комнатной температуре 0.004%/ч. Данная метрика - высокие показатели вторичных источников питания, но основным недостатком литий-ионных аккумуляторов является диапазон рабочих температур от 0 до +60 °C. При температурах ниже 0 °C напряжение аккумулятора падет, емкость снижается.Литий-полимерный аккумулятор содержит полимерный материал с включениями гелеобразного литий-проводящего наполнителя. От литий-ионного аккумулятора отличается большей удельной энергоемкостью – до 300 Вт*ч/кг, и большим количеством циклов заряд/разряд – 800. Сохраняют недостатки литий-ионных аккумуляторов.
Никель-металл-гидридный аккумулятор с низким саморазрядом. Является приемником никель-металл-гидридного аккумулятора и обладает крайне низким саморазрядом – 0.0016%/ч. Рабочая температура от −20 до +55 °C, и при −20 °C – потеря номинальной мощности составляет не более 12 %. Отличительная особенность данного типа – большое число циклов заряд/разряд, около 1500. Недостатками являются: относительно низкая удельная энергоемкость – от 60 до 72 Вт*ч /кг и низкое номинальное напряжение единичного элемента – 1,25 В. Наблюдается незначительный «эффект памяти».
Проведя сравнительный анализ имеющихся технологий, принято решение использовать аккумуляторную батарею состоящую из последовательно соединенных никель-металл-гидридных аккумуляторов с низким саморазрядом, поскольку использование элементов с другими типами химической реакции серьезно ограничивает функциональность устройства при неблагоприятных температурных условиях.
Библиографическая ссылка
Левченко К.С., Гумовский А.Н., Колесников В.В., Павлюк Е.А, Сафонов М.Г., Боева Н.Е. МОДИФИКАЦИЯ ТИПА ХИМИЧЕСКОЙ РЕАКЦИИ ВСТРОЕННОГО ИСТОЧНИКА ПИТАНИЯ БЕСПРОВОДНОГО КОНЪЮНКТИВАЛЬНОГО МИКРОСКОПА // Международный студенческий научный вестник. – 2015. – № 3-3. ;URL: https://eduherald.ru/ru/article/view?id=12998 (дата обращения: 16.04.2024).