https://doi.org/10.15255/KUI.2002.017
Objavljen: Kem. Ind. 52 (1) (2003) 9–16
Referentni broj rada: KUI-17/2002
Tip rada: Stručni rad
Nove baterije za ugrađene medicinske uređaje
N. Marinčić
Sažetak
Ovaj program razvoja pokazao je da su moguća daljnja poboljšanja u radu, sigurnosti i troškovima proizvodnje baterija za ugrađene defibrilatore. Napori su bili usmjereni na istraživanje svih činilaca vezanih za sigurnost, rad i troškove proizvodnje uključujući nove materijale, novu konstrukciju i novemetode sastavljanja tih baterija. Stvaranje amorfnog ugljika za vrijeme pražnjenja litij/fluorografit elektrokemijskog članka uzrokovalo je znatno snižavanje unutarnjeg otpora članka tijekom pražnjenja. To je jedinstvena pojava u primarnim baterijama i posebno je važna u radu članaka uz visoku snagu impulsnog pražnjenja kakva se zahtijeva od baterija za defibrilatore. Postigli smo bolje ujednačen radni napon budući da je utjecaj trošenja aktivnih materijala tijekom pražnjenja, uobičajen u većini primarnih baterija, više nego nadoknađen povećanjem vodljivosti katodnog materijala. Ovo je od posebne važnosti u uređajima kakvi su defibrilatori za koje je određen najniži radni napon od 1.5 V ispod kojeg se ovi uređaji smatraju istrošenim. Ti poluispražnjeni uređaji ponekad miruju u organizmu nekoliko godina uz minimalno pražnjenje prije nego se pokaže prva potreba za snažnim generiranim impulsima. Poravnavanjem radnog napona odgodili smo pad napona ispod te vrijednosti i time postigli znatno produljenje rada unatoč smanjenoj masi članka. Bolja upotreba prostora postignuta je promjenom orijentacije članka i, posebno, jedinstvenom konstrukcijom namotane elektrodne strukture oblikovane oko cilindričnog valjka i zatim spljoštene da se prilagodi unutarnjim dimenzijama kućišta članka. Masa članka smanjena je čak za 20 % upotrebom fluorografita kao katodnog materijala umjesto srebrnog vanadijevog pentoksida koji se rabi u komercijalnim člancima. Novi konstrukcijski materijali i nove metode sastavljanja mogle bi pridonijeti znatnom sniženju ukupnih troškova proizvodnje tih baterija. Konstruktori baterija uvijek pokušavaju smanjiti mogućnost eksplozivnog ponašanja u uvjetima kratkog spoja osobito u baterijama koje su namijenjene pražnjenju uz krajnje visoku gustoću snage. Sadašnje komercijalne baterije za defibrilatore počinju pražnjenje pri nepotrebno visokim naponima i uz sposobnost pražnjenja daleko višu od one koja je potrebna da se udovolje zahtjevima uređaja. U ovom radu navedeni su podaci koji pokazuju puno niži radni napon novog članka na početku pražnjenja, što, prema tome, znači i smanjene mogućnosti eksplozivnog ponašanja u slučaju kratkog spoja. Ovo poboljšanje ne samo da se nazire iz jednoličnijeg radnog napona za vrijeme pražnjenja nego je i izravno ustanovljeno u pokusima uz kratki spoj. Najviša temperatura dostignuta na površini članka za vrijeme pražnjenja u kratkom spoju snižena je od 125 °C s komercijalnim člankom na 115 °C s novim člankom. Bubrenje kućišta članka također je znatno sniženo kao rezultat nižeg tlaka koji se stvara u ćeliji za vrijeme ovoga gruboga pokusa. Razna druga manja poboljšanja u svim značajkama baterija za ugrađene defibrilatore također su opisana u ovom radu. Četiri američka patenta izdana su za četiri važna unapređenja koja su proizišla iz ovog razvojnog programa.
Ovo djelo je dano na korištenje pod licencom Creative Commons Imenovanje 4.0 međunarodna
Ključne riječi
baterije, litij, fluorografit, ugrađeni defibrilatori