Da intelligente Geräte heute allgegenwärtig sind, ist es für jeden Ingenieur zu einer Herausforderung geworden, IoT-Geräte energieeffizienter und langlebiger zu gestalten.
Die rasante Entwicklung des Internets der Dinge (IoT) hat Milliarden von Geräten mit dem Internet verbunden, von denen viele jahrelang oder sogar Jahrzehnte lang auf Einwegbatterien angewiesen sind. In diesen Anwendungen haben Lithium-Mangan-Knopfzellen aufgrund ihrer kompakten Größe, ihrer stabilen Spannung und ihrer langen Lebensdauer die bevorzugte Stromversorgung darstellt.
Um jedoch ein ultimativ stromsparendes Design zu erreichen, müssen Ingenieure ein tiefes Verständnis für die Eigenschaften von Batterien sowie systemnahe Optimierungsstrategien besitzen, um das perfekte Gleichgewicht zwischen Leistung und Stromverbrauch zu finden.
Branchenberichten zufolge wird der globale Markt für Knopfzellen im Jahr 2025 voraussichtlich 1 Billion US-Dollar übersteigen, wobei China mehr als 35 % dazu beitragen wird. Die Nachfrage in den drei Hauptbereichen Unterhaltungselektronik, Medizingeräte und Smart Wearables wird jeweils Wachstumsraten von über 12 % aufweisen. IoT-Anwendungen wie elektronische Preisschilder, intelligente Sicherheitssysteme und Telemedizin erfordern häufig einen langfristigen Betrieb mittels Einwegbatterien, was äußerst hohe Anforderungen an die Batterieleistung und das Systemenergiemanagement stellt.
Eine Lithium-Mangan-Knopfzelle ist eine knopfförmige, nicht wiederaufladbare Batterie mit einer Nennspannung von 3 V. Das positive Elektrodenmaterial besteht aus Mangan(IV)-oxid, das negative Elektrodenmaterial aus metallischem Lithium.
Zu den gängigen Modellen dieser Batterietypen gehören CR2032, CR2025 und CR2016. Der Modellname gibt tatsächlich die Abmessungen der Batterie wieder. So bedeutet beispielsweise CR2032: Durchmesser 20 mm × Dicke 3,2 mm.
Die Kapazitäten der Batterien liegen je nach Modell zwischen 70 mAh und 600 mAh. Beispielsweise verfügt die weit verbreitete CR2032 über eine Nennkapazität von 220 mAh, während die CR2016 eine Nennkapazität von 80 mAh aufweist.
Lithium-Mangan-Knopfzellen weisen eine äußerst niedrige Selbstentladungsrate auf und können bei Raumtemperatur 6 bis 10 Jahre gelagert werden, wodurch sie sich besonders für IoT-Geräte eignen, die einen langfristigen Einsatz erfordern. Im Gegensatz zu wiederaufladbaren Batterien sind Lithium-Mangan-Knopfzellen für den einmaligen Gebrauch konzipiert, wodurch keine Ladeschaltkreise verwaltet werden müssen und das Produktdesign vereinfacht wird.
Technische Vorteile von Lithium-Mangan-Knopfzellen
Lithium-Mangan-Knopfzellen, die vorherrschende Stromquelle für IoT-Geräte, spielen dank ihrer Nennspannung von 3 V und ihren stabilen Entladungseigenschaften eine entscheidende Rolle in energieeffizienten Geräten. Diese Batterien, die typischerweise auf einem Mangan(IV)-oxid-System basieren, bieten eine hohe Energiedichte, eine geringe Selbstentladung sowie eine lange Lagerfähigkeit. Die branchenübliche CR2032-Knopfzelle weist eine Selbstentladungsstromstärke von nur 0,2 mA auf, sodass Geräte im Schlafmodus über Jahre hinweg eine verlängerte Standby-Zeit erreichen können.
Im Hinblick auf die Batterietechnologie haben führende inländische Unternehmen wie Power Glory Battery Tech(Hubei) Co., Ltd. durch eigenständige Forschung und Innovation den traditionellen Leistungsgrenzwert von Lithiumbatterien überwunden. Ihre Produkte können IoT-Geräte mit einem pulsierenden Betriebsstrom von 50 mA problemlos mit Energie versorgen. Durch die Optimierung der Batteriestruktur und den Einsatz spezieller Dichtungstechnologien erreichen Lithium-Mangan-Batterien zudem eine hervorragende Auslaufsicherheit sowie eine lange Lagerfähigkeit.
Differenzierte Lösungen für unterschiedliche Anwendungsszenarien
Power Glory versteht die vielfältigen Anforderungen an Batterien in unterschiedlichen IoT-Anwendungsszenarien. Für elektronische Preisschilder kombiniert die speziell für diese Anwendung entwickelte CR2450 Lithium-Mangan-Knopfzelle sowohl hohe Kapazität als auch eine leistungsstarke Stromabgabe und bietet darüber hinaus eine ausgezeichnete Kälteleistung, sodass Endprodukte selbst bei Temperaturen von bis zu -30 °C stabil funktionieren.
Im Bereich des Brandschutzes löst die primäre Lithium-Mangan-Zylinderbatterie CR123A durch Materialoptimierung die Probleme herkömmlicher Batterien, wie etwa einen hohen Anfangsinnenwiderstand sowie einen nach der Lagerung stetig ansteigenden Innenwiderstand. Dadurch wird eine stabile Überwachung bei langfristigen Standby-Alarmen gewährleistet.
Für medizinische Geräte und intelligente Wearables hat Power Glory mehrere Mikro-Knopfzellen entwickelt und auf den Markt gebracht, darunter CR1220, CR1025 und CR920, die sich hervorragend für medizinische Anwendungen eignen und die strengen Anforderungen hinsichtlich Batteriegröße und Leistung erfüllen.
In den Bereichen intelligentes Transportwesen, intelligente Sicherheit und Messtechnik haben die Lithium-Mangan-Knopfzellen von Power Glory dank ihrer überlegenen Leistung und strengen Qualitätskontrollen das langfristige Vertrauen und die Unterstützung renommierter nationaler und internationaler Kunden gewonnen.
Die Einführung neuer Produkte, etwa primärer Lithium-Mangan-Weichpackbatterien, zielt darauf ab, die Bedürfnisse der Kunden in einer breiteren Palette von Anwendungsszenarien für die Stromversorgung zu erfüllen.
Hinsichtlich der Anpassungsfähigkeit an extreme Umgebungsbedingungen sind die BR-Batterien der Weittemperaturserie in der Lage, auch komplexen Arbeitsbedingungen standzuhalten und den Anforderungen einer stabilen Stromversorgung industrieller Geräte gerecht zu werden.
Die Produkte von Power Glory entsprechen oder übertreffen in allen technischen Spezifikationen internationale Standards und sind nach IATF16949, ISO9001, ISO14001, UL, CE, RoHS sowie UN38.3 zertifiziert. Diese Spezifikationen liegen auf dem Niveau oder übersteigen die internationalen IEC-Standards sowie den japanischen JISC8512-Standard, wodurch ein starkes Markenimage und ein positives Unternehmensprofil etabliert wurden. Die Produkte von Power Glory werden nach Asien, Europa und in die Amerikas exportiert, und das Unternehmen hat langfristige, stabile Partnerschaften mit zahlreichen renommierten globalen Konsumbatterie-Marken geschlossen.
