1000mAh 용량 및 10 년 이상의 수명을위한 가능한 배터리 솔루션?

단일 배터리에서 최대 10 년 동안 무선 센서 노드를 실행할 가능성을 찾고 있습니다. 평균 전류 소모는 약 70uA 일 것으로 보이며 피크 전류 소비는 아마도 20mA 일 것입니다 (평균은 이것을 고려합니다). 시스템 전압은 2.5-3V입니다.

IoT 및 원격 센서의 영역이 계속 증가함에 따라 점점 더 많은 프로젝트에서 요구되는 것처럼 보입니다. 비용과 기능의 균형을 유지할 수있는 몇 가지 가능한 솔루션에 대한 제안을 얻고 자했습니다.

CR123A를 가능한 배터리 또는 두 개의 AAA 배터리로 생각했습니다. 리튬 이온 충전식 셀도 고려 대상 이었지만, 자체 방전이 오랜 시간이 지난 후 요인이 될 수 있으며 재충전 / 에너지 수확이 어려울 수 있거나 비용이 많이들 수 있습니다.

먼저, 필요한 에너지 또는 용량이 얼마나되는지 살펴 보겠습니다. 10 년 동안 70µA가 6.1Ah로 나오고 이것이 3V라고 말합니다. 이는 CRxxxx 배터리가 할 수있는 것 이상입니다.

또 다른 문제는 방전에 관계없이 10 년 동안 사용할 수있는 배터리가 필요하다는 것입니다. 많은 배터리는 수명이 길고 수명이 길도록 지정되어 있지 않습니다. 이러한 종류의 응용을 위해서는 배터리 회사의 현장 엔지니어와 대화해야합니다. 타디 란을보십시오. 그들은 이런 종류의 응용을 목표로하고 있습니다.

또 다른 옵션은 작은 태양 전지판이있는 리튬 충전식입니다. 평균 70µA에서 18650 셀이면 충분합니다. 태양이 전혀없이 몇 주 동안 쉽게 탈 수 있습니다. 적당한 패널을 사용하면 일주일에 몇 시간이면 충분합니다.

오래 지속되는 (매우 낮은 자체 방전) 배터리는 일반적으로 매우 우수한 방전 특성을 갖지 않습니다.

예를 들어 Tadiran SL-360, 14500 폼 팩터 는 6mA 방전시 2.1AH를 제공하지만 20mA 이상으로 방전 할 수는 없습니다. 데이터 시트에서 20uA에서 10 년 동안 방전 될 수 있음을 알 수 있습니다.

천천히 배터리를 방전 큰 커패시터를 충전하고, 당신이 그것을 필요로 할 때처럼, 당신이 필요로하는 피크 전류를 버스트로 커패시터 사용 : 그것을 극복하는 방법은 에너지 버퍼링 솔루션을 사용하는 것입니다 이 에너지 버퍼링 레퍼런스 디자인은 15 타겟팅 TI의 원격 감지 애플리케이션을위한 배터리 수명 .

피크 전류 요구 사항에 따라 배터리를 선택하면 낮은 자체 방전과 우수한 방전 전류를 모두 제공하는 매우 특수한 배터리가 필요하므로 비용이 많이 들고 소싱이 어려울 수 있습니다.

에너지 버퍼링은 배터리의 피크 전류 요구 사항을 크게 완화시킵니다.

누군가 의견에 게시 한 바와 같이, 리튬 티 오닐 클로라이드 1 차 세포가이 문제에 대한 해결책입니다. 이러한 셀은 1 / 2AA에서 D까지 다양한 폼 팩터와 다양한 배터리 팩 구성으로 존재합니다. 특정 제조업체 (Saft, Tadiran 배터리)는 10 년의 저장 수명을 보장합니다. 이 셀은 3.6V를 제공하고,이 셀로 남아있는 충전량을 측정하기가 매우 어렵다는 점을 고려하여 설계시 고려해야 할 배터리와 관련된 다른 현상이 있습니다.

최선의 해결책은 재충전 할 수 없는 (또는 "기본") 리튬 배터리 라고 생각합니다 . 이것에 대한 자체 방전은 5 년 안에 약 10 %입니다. 모든 충전식 배터리는 이보다 훨씬 높습니다. 이는 수명이 긴 무선 센서 노드에 전자 회사에서 사용하는 솔루션입니다. 이 링크는 동안, 배터리 방전에 대한 몇 가지 정보를 가지고 이 하나가 비 충전식 배터리의 유형을 설명합니다.

마지막으로,이 Farnell 링크 에는 다양한 유형의 재충전 할 수없는 리튬 배터리 (사용할 수있는 다양한 유형)가 있습니다.

거의 30 년 전 나는 무조건 5 년 보증으로 판매 된 밀봉 된 수리 불가능 전자 장비의 설계를 책임졌다. 우리는 AA에서 D까지 크기의 리튬 티 오닐 클로라이드 배터리 (Tadiran 및 Saft)를 사용했으며 배터리 수명에는 아무런 문제가 없었습니다. 우리는 8 년 동안 운영 사용을 달성 한 테스트 장치를 가지고있었습니다. 배터리 디자인이 시간이 지남에 따라 개선 될 것으로 예상되므로 가능한 해결책으로 제안합니다.

황산과 매화 (Pb)를 구매하고 납 배터리를 충분히 크게 만드십시오. 방에 들어와 다른 배터리 (원하는대로)를 사용하여 필요할 때 배터리를 재충전하십시오. 크기는 크지 만 제한이 없습니다.

매우 낮은 자체 방전을 원할 때까지 납 배터리가 사용됩니다. 셀 네트워크, 컴퓨터 등의 예비 전원을 저장합니다. 신뢰할 수 있고 단순하며 환경을 괴롭히지 않기 때문에 모든 구성 요소를 새 배터리로 다시 변환 할 수 있습니다.