IIoT 連接的設備正在變得真正無線，以監控難以訪問和離網的環境。在需要電池供電解決方案的應用中，有兩種主要類型的工業遠程無線設備。

一種類型的平均能量（包括背景電流和脈沖）以微安為單位進行測量，通常由工業級一次（不可充電）鋰電池供電。另一種類型的應用消耗的平均能量（包括背景電流和脈沖）以毫安為單位進行測量，通常由能量收集設備與鋰離子 (Li-ion) 可充電電池組合供電。

了解各種原電池（不可充電）絕大多數遠程無線設備由原電池供電。有多種化學物質可供選擇，包括二硫酸鐵 (LiFeS 2 )、二氧化錳鋰 (LiMnO 2 )、亞硫酰氯鋰 (LiSOCl 2 ) 和鋰金屬氧化物（表 1）。

表 1：電池類型比較（來源：Tadiran Batteries）

鋰電池因其高固有負電位而成為工業無線應用的首選，超過所有其他金屬。作為最輕的非氣態金屬，鋰提供了所有可用電池化學物質中最高的比能量（每單位重量的能量）和能量密度（每單位體積的能量）。鋰電池在 2.7 至 3.6 V 的正常工作電流電壓范圍內運行。化學物質也是非水性的，因此在極端溫度下不太可能凍結。

筒管型 LiSOCl 2電池主要用于極端環境中的長期部署，包括 AMR/AMI 計量、M2M、SCADA、儲罐液位監控、資產跟蹤和環境傳感器等。筒管型 LiSOCl 2電池具有任何化學物質中最高的容量和能量密度，以及最低的年自放電率（某些電池每年低于 1%），可實現長達 40 年的電池壽命。這些電池還具有盡可能寬的溫度范圍（–80°C 至 125°C），使其成為難以接近的位置和極端環境的理想選擇。

了解電池自放電所有電池都會經歷一定程度的自放電，這種自放電會自然發生，因為化學反應會消耗能量，即使在電池斷開連接或存儲時也是如此。自放電受電芯當前放電電位、原材料純度和質量以及鈍化效果的影響。

鈍化是 LiSOCl 2電池所獨有的，涉及在鋰陽極表面形成的氯化鋰 (LiCl) 薄膜以限制反應性。當在電池上放置負載時，鈍化層會導致初始高電阻和電壓暫時下降，直到放電反應開始消散 LiCl 層——每次移除負載時都會重復這一過程。

鈍化效應有幾個影響，包括電流容量、儲存時間、儲存溫度、放電溫度和之前的放電條件。相對于新電池時，從部分放電的電池中移除負載會增加鈍化水平。鈍化可延長電池壽命，但過多會過度限制能量流動。

其他因素會影響電池的自放電，包括電池的電流放電電位、制造方法以及原材料的質量。例如，高質量的繞線管型 LiSOCl 2電池的自放電率每年可低至 0.7%，40 年后仍可保持其原始容量的 70%。相比之下，質量較低的線軸型 LiSOCl 2電池每年的自放電率高達 3%，每 10 年損失 30% 的初始容量，使電池壽命無法達到 40 年。

適應高脈沖應用越來越多的無線設備主要在“待機”模式下運行，消耗最少的電流，并且需要周期性的高脈沖來為雙向無線通信供電。

標準線軸型 LiSOCl 2電池由于其低倍率設計而無法提供高脈沖。這可以通過添加獲得專利的混合層電容器(HLC) 來克服。

標準線軸型 LiSOCl 2電池提供低日常背景電流，而 HLC 處理周期性高脈沖。獲得專利的 HLC 還具有特殊的壽命終止電壓平臺，可以解釋為提供自動低電池狀態警報。

電池壽命可以比作比賽您的應用程序是否需要速度（更高的流速）或距離（延長電池壽命）？這類似于短跑與長跑：

高倍率電池：以安培測量的少量高脈沖快速上坡行駛，電池壽命最長可達五年。

中速電池：以較小的傾斜度運行，可測量數百毫安的脈沖，電池壽命最長可達 10 年。

超長壽命電池：在幾乎平坦的軌道上運行，有許多小障礙/脈沖可測量到數十毫安，從而創造了 40 年電池壽命的潛力。

具有周期性高速脈沖的超長壽命電池：在幾乎平坦的軌道上運行，具有大量可測量高達數十安培的更高障礙/脈沖，從而創造了 40 年電池壽命的潛力。

（來源：塔迪蘭電池）

其他因素會影響工業級原鋰電池的選擇，包括活動模式下消耗的電流量（以及脈沖的大小、持續時間和頻率）、待機或睡眠模式下消耗的能量（基極電流）、儲存時間（儲存期間的正常自放電會降低容量）和預期溫度（儲存和現場操作期間）。其他考慮因素包括設備截止電壓（當電池容量耗盡時，或在極端溫度下，電壓可能會下降到傳感器無法運行的低點），以及電池的年自放電率（可能接近從平均日常使用中汲取的電流）。

短期測試結果無法預測馬拉松式的高自放電率的長期影響可能多年后才會顯現出來，預測實際電池壽命的理論方法通常低估了鈍化效應以及長期暴露的重要性到極端溫度。

如果您的應用需要長壽命電源，您必須仔細評估潛在供應商，要求提供完整記錄的長期測試結果以及從類似負載和環境條件下的可比設備獲取的長期現場測試數據。了解您的電池和您的應用要求將有助于提高設備的性能并延長電池壽命，從而降低擁有成本。

審核編輯 黃昊宇