锂离子电池在医疗器械市场中的重要作用

Marissa Caldwell博士是美敦力的电池研究和技术科学家。考德威尔本周在密歇根州诺维举行的电池展期间担任“医疗和个人电子设备电池”会议的小组成员。设计新闻在会议结束后采访了考德威尔博士，以了解更多有关在医疗设备中使用锂离子电池的信息。考德威尔将她的日常工作描述为“为可能在五到十年内推出的产品确定并开发新的电池化学品和新电池设计。”Medtronic是全球最大的医疗设备公司之一，拥有运营总部并做多它在明尼苏达州弗里德利的研究和开发。它是医疗器械行业为数不多的能够制造自己的电池用于某些心脏和神经刺激设备的公司之一。

“所有美敦力的可充电电池都是锂离子电池 - 自2004年以来我们一直在这样做，”考德威尔在她的演讲中说道。植入电池的充电都是感应式的。再充电系统与患者一起被送回家并且被佩戴在植入装置的区域上。它通过皮肤充电。

“当我们设计电池时，我们会怎么想?”考德威尔反问道。“对我们来说，可靠性是首先想到的事情之一。这实际上意味着从所有不同方面考虑可靠性，包括从设备级别和电路级别到我们如何预测使用此设备的人员的要求。什么是不同的补给方式?可能发生的故障模式有哪些?然后所有这些都包含在测试，建模和设计中。我们设计为可植入的大多数电池都设计得非常保守。为了建立这种可靠性，我们确实放弃了很多利润，比如能量密度。我们不会成为市场上能量密度最高的电池。但我们会持续更久，更可靠，“她解释道。

条例

满足法规要求也是医疗设备电池开发的重要组成部分。除了运输和电池本身需要满足的所有其他不同问题之外，不同的医疗工作组和食品药品管理局(FDA)也有不同的医疗特定要求。所涉及的大部分文书工作都用于证明进入医疗设备的电池实际上将以所声称的方式执行。根据考德威尔的说法，“制造一种能够持续很长时间的电池真的很难，而且要证明它能够持续很长时间才更难。”

电动汽车电池市场的一大推动力是从电池化学中消除昂贵的钴。医疗电池不一定如此。“我们对钴的成本并不像大多数人那么敏感，因此我们没有那么大的驱动力来获得无钴。驱动镍锰钴(NMC)和无钴材料与我们无关。快速充电石墨和更高的能量密度，更高的电压 - 这些都是我们非常感兴趣的事情，“考德威尔说。

这并不意味着没有积极研究新技术，如固态电解质。“我们可以越安全地设计，它总是在我们的雷达上。固态电解质是我们密切关注的事情，但我们仍然在衡量它的成熟度。对于大多数固体电解质和可制造性而言，功率仍是一个问题。因此，如果你看一下氧化物和石榴石材料以及更难的无机物，我们将如何制造它 - 特别是在我们真正的小电池中?对于某些事情，如聚合物和软材料，与安全性的权衡是什么?“