Giải pháp pin khả thi cho dung lượng 1000mAh và tuổi thọ> 10 năm?

Tôi đang xem xét khả năng chạy một nút cảm biến không dây trong tối đa 10 năm cho một pin. Tôi nghĩ rằng mức rút trung bình hiện tại có thể là khoảng 70uA, với mức rút hiện tại cao nhất có thể là 20mA (mức trung bình tính đến điều này). Điện áp hệ thống có thể nằm trong khoảng 2,5-3V.

Điều này có vẻ như có thể là một yêu cầu trong ngày càng nhiều dự án khi khu vực của IoT và các cảm biến từ xa tiếp tục phát triển. Tôi đã hy vọng nhận được một số gợi ý cho một vài giải pháp khả thi khác nhau để cân bằng giữa chi phí và khả năng.

Tôi nghĩ về CR123A là một pin có thể, hoặc thậm chí chỉ là một vài pin AAA. Một tế bào sạc li-ion cũng là một điều cần cân nhắc, nhưng tôi nghĩ có lẽ việc tự xả có thể là một yếu tố sau khoảng thời gian đó và việc sạc lại / thu năng lượng có thể khó khăn hoặc tốn kém.

Trước tiên, hãy xem bạn cần bao nhiêu năng lượng hoặc năng lực. 70 PhaA trong 10 năm ra đến 6.1 Ah, và bạn nói rằng đây là 3 V. Điều đó nhiều hơn nhiều so với pin CRxxxx có thể làm.

Một vấn đề khác là bạn cần một pin tốt trong 10 năm bất kể xả. Nhiều pin không được chỉ định cho thời hạn sử dụng dài như vậy, chứ chưa nói đến tuổi thọ. Đối với loại ứng dụng này, bạn cần có cuộc trò chuyện với các kỹ sư hiện trường từ các công ty pin. Hãy nhìn vào Tadiran. Họ đang nhắm đến loại ứng dụng này.

Một lựa chọn khác là sạc lithium với một tấm pin mặt trời nhỏ. Ở mức trung bình 70 PhaA, một tế bào 18650 là quá đủ. Nó có thể dễ dàng đi ra ngoài một vài tuần mà không có mặt trời. Chỉ cần một vài giờ mặt trời một tuần là đủ với một bảng điều khiển khiêm tốn.

Pin lâu dài (tự xả rất thấp) thường không có đặc tính xả rất tốt.

Ví dụ , hệ số dạng Tadiran SL-360, 14500 cung cấp 2.1AH khi xả 6mA nhưng không thể xả trên 20mA. Trong biểu dữ liệu, bạn có thể thấy nó có thể xả 10 năm ở 20uA.

Một cách để khắc phục là sử dụng giải pháp đệm năng lượng: xả pin từ từ và sạc một tụ điện lớn, và sử dụng tụ điện để tạo ra dòng điện cực đại bạn cần, khi bạn cần, như thiết kế tham chiếu bộ đệm năng lượng này nhắm mục tiêu 15 tuổi thọ pin cho ứng dụng viễn thám của TI .

Tôi nghĩ rằng nếu bạn chọn pin của bạn dựa trên yêu cầu hiện tại cao nhất của bạn, thiết kế của bạn sẽ cần một loại pin rất chuyên dụng cung cấp cả mức xả thấp và dòng xả tốt, điều này có thể khiến nó tốn kém và khó kiếm nguồn.

Bộ đệm năng lượng làm giảm đáng kể yêu cầu hiện tại trên pin.

Như ai đó đã đăng trong các bình luận, các tế bào chính của Lithium Thionyl Clorua là một giải pháp cho vấn đề này. Các tế bào như vậy tồn tại trong các yếu tố hình thức khác nhau, từ 1 / 2AA đến D và các cấu hình gói pin khác nhau. Một số nhà sản xuất (pin Saft, Tadiran) đảm bảo thời hạn sử dụng 10 năm. Các tế bào này cung cấp 3.6V, tính đến việc cực kỳ khó để đo mức sạc còn lại với các tế bào này và có những hiện tượng khác liên quan đến pin mà bạn sẽ phải xem xét trong thiết kế của mình.

Tôi tin rằng giải pháp tốt nhất có thể của bạn là phi rechargable pin Lithium (hay "chính"). Việc tự xả vào những thứ này là khoảng 10% trong 5 năm - tất cả các pin sạc đều cao hơn mức này. Đây là giải pháp được các công ty Điện tử sử dụng cho các nút cảm biến không dây có tuổi thọ cao. Liên kết này có một số thông tin về việc xả pin, trong khi Liên kết này mô tả các loại pin không sạc được.

Cuối cùng, liên kết Farnell này có một lựa chọn pin lithium không thể sạc lại (có nhiều loại!) Phù hợp với ứng dụng của bạn

Gần 30 năm trước, tôi chịu trách nhiệm thiết kế các thiết bị điện tử kín không thể sửa chữa được bán với bảo hành vô điều kiện 5 năm. Chúng tôi đã sử dụng pin Lithium Thionyl Clorua (Tadiran và Saft, như tôi nhớ), với các kích cỡ từ AA đến D, và không có vấn đề gì với tuổi thọ pin; chúng tôi đã có các đơn vị thử nghiệm đạt được hơn 8 năm sử dụng hoạt động (lúc đó tôi rời công ty và mất liên lạc). Tôi hy vọng thiết kế pin đã được cải thiện theo thời gian, vì vậy tôi sẽ đề nghị đây là giải pháp khả thi.

Mua axit sulfuric và plumbum (Pb), làm cho pin chì đủ lớn. Hãy vào phòng và sạc lại pin khi cần bằng một loại pin khác - giải pháp không ngừng nghỉ (như bạn muốn). Kích thước sẽ lớn, nhưng bạn không có bất kỳ giới hạn nào về điều đó.

Pin chì được sử dụng cho đến ngày nay khi bạn muốn tự xả rất thấp. Nó lưu trữ năng lượng dự trữ cho mạng di động, máy tính, vv Bởi vì nó đáng tin cậy, đơn giản và không quấy rối môi trường (tất cả các thành phần có thể chuyển đổi trở lại pin mới).