如何为物联网设备选择合适的电池？

如何为物联网设备选择合适的电池？

最大限度地延长电池寿命对于物联网设备至关重要，特别是那些部署在偏远或难以到达的位置的设备，在这些地方频繁更换电池可能具有挑战性或不切实际。更长的电池寿命直接影响设备寿命、维护成本和用户体验。为了与适合物联网设备的电池兼容，我们将深入了解物联网电池的定义以及为物联网设备选择合适电池时应考虑的一些因素。

什么是物联网电池？

物联网电池指用于为物联网（IoT）设备供电的小型可充电电源。紧凑的尺寸确实是物联网设备的一个关键考虑因素，特别是那些空间有限或外形尺寸小的设备。物联网电池的设计应具有可持续、持久和高能量密度的特点，以便为物联网设备长时间供电。

物联网电池应用：

• 远程监控设备：物联网电池为森林、海洋或工业场所等偏远地区使用的传感器和监控设备供电。
• 智能家居设备：智能恒温器、安全摄像头和门锁等物联网设备中的电池可确保停电期间不间断运行。
• 工业物联网 (IIoT) 传感器：物联网电池为工业环境中的传感器和执行器提供动力，用于监控机械、检测异常和优化流程。
• 农业：物联网农业传感器和灌溉系统中的电池可实现偏远农业地区的数据收集和自动化。
• 环境监测：物联网电池为用于环境监测的设备提供动力，例如空气质量传感器、气象站和水质监测器。

物联网电池已成为各行各业无数应用程序的重要组成部分，促进物联网技术的发展并为应对现实世界挑战提供创新解决方案。对可靠、持久电池的需求只会增加，从而推动电池技术的进一步进步并增强物联网设备和系统的功能。

为什么锂离子电池是物联网设备的最佳选择？

锂离子电池已成为越来越多物联网设备的电源。因为它们具有卓越的功率质量比和功率体积比以及高库仑效率。此外，其 3.7V 的标称工作电压与当今电子产品中的常见逻辑电平非常吻合，从而增强了设备的多功能性。无线连接设备需要具有极高能量密度和高电压的轻型、紧凑型电池。因此，锂电池是最好的选择。

锂电池具有高性能和可靠性。锂离子电池单位体积的能量比锌空气电池高十倍。它们的电解质不含水，可以在低温下使用，一些含有特定电解质的产品可以承受高温。

物联网电池需要考虑的因素

选择合适的电池对于优化物联网设备的最佳性能和使用寿命至关重要。物联网电池应根据客户的需求考虑一些因素。

电池类型

选择正确的电池类型取决于特定应用和设备外形尺寸。纽扣电池适用于可充电且容量有限的低功耗设备。相反，锂离子 (Li-ion)or锂聚合物（Li-poly）电池提供更大的容量、可充电性和更长的使用寿命，使其成为高功率需求应用和延长设备生命周期的理想选择。

容量和能量密度

容量以毫安时 (mAh) 或瓦时 (Wh) 为单位测量，表示电池存储的能量，而能量密度表示每单位体积或重量存储的能量。选择容量和能量密度充足的电池可确保延长设备运行时间，而无需频繁更换。

电压和放电特性

在物联网应用的整个生命周期中保持电压兼容性至关重要。数据传输频率、脉冲强度和持续时间等因素会影响放电速率和电压随时间的下降，从而影响设备功耗和运行时间。

温度

温度会显着影响电池性能，包括容量、放电率和整体寿命。在较低温度下，电池中的化学反应减慢，导致可用电量减少。大多数电池在室温下无法发挥其全部容量，但并非所有电池化学成分都会同样受到此影响。

铅酸电池在较低温度下提供更多能量方面优于锂离子电池，这就是它们在汽车和电网存储行业中广泛使用的原因。镍镉电池也适合低温运行。然而，与其他镍基电池一样，它们容易发生高自放电。强烈建议不要在低温下给电池充电，因为这可能会造成永久性损坏。

当在高温和/或高负载下运行时，电池可能会过热并进入热失控状态。除非气体释放机制失效，否则电池就会着火或爆炸，极端情况可能导致爆炸或释放有毒气体，这是不希望的。

有多种方法可将电池保持在温度范围两端的安全工作温度内。然而，这是以整体系统效率为代价的，因为大量的能量可能会加热或冷却电池。因此，选择适合您设备环境条件的工作温度范围的电池至关重要。

环境

物联网应用的具体要求通常要求产品能够承受各种环境挑战。在沿海地区附近部署设备时，盐雾和高湿度等因素尤其重要。

电子设备可能会在制造过程中控制电池组件，给电池组件带来风险。这些物质会直接损坏电池或形成使电池端子短路的导电路径，从而可能导致热失控事件。

监控电池状态

过度充电和过度放电都会损害电池的健康。过度充电会导致气体形成和腐蚀，同时过度充电会导致电极电镀，减慢反应速率并增加内阻，从而显着缩短电池寿命。

为了最大限度地提高电源解决方案的投资，监控充电状态至关重要（SOC）的电池。如果使用得当，随着时间的推移跟踪 SOC 也有助于准确预测整体健康状况（SOH）的电池。这 ”气量计” 德州仪器 (TI) 的 IC 可用于库仑计数和监测电池状况。

成本和使用寿命

评估电池寿命的前期和总拥有成本对于成本效益至关重要。

通过仔细评估这些因素，您可以为您的物联网设备选择具有可靠、耐用电源的合适电池。

延长使用寿命的技巧物联网设备电池

1. 在最佳温度下运行
将电池保持在室温下

2、电池浅度充放电
快速充电或放电会导致电池寿命缩短。

3.避免过度放电
防止完全放电以避免电极电镀并保持电池健康。

4.仔细阅读用户手册
正确使用电池。

5. 优化放电深度（COMING)
保持低放电深度 (DOD) 以延长电池循环寿命。与深度放电相比，保持较低的 DOD（例如将循环停止在 20%）可显着延长电池寿命。

结语

选择合适的电池对于确保物联网设备的最佳性能和使用寿命至关重要。通过仔细评估电池的特定应用需求和环境因素，电池组制造商将提供可靠且耐用的电源，促进物联网部署的成功。这可靠的电池组解决方案有助于提供无缝的用户体验并且具有成本效益。