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如何理性看待植入式刺激器使用壽命？

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中提到了有源植入式醫療器械電池包括不可充電電池、可充電電池。

這些電池都有哪些特點？

我們又應該如何理性看待電池的各項指標和電池使用壽命呢？

不可充電電池，也叫原電池。目前應用于植入式刺激器的不可充電電池大多為鋰氟化碳電池(CFx)，該電池(chi)主(zhu)要應用(yong)于(yu)航空(kong)航天(tian)、軍事(shi)設備和醫(yi)療設備，很少用(yong)于(yu)日常生(sheng)活中。

鋰氟化碳電池有(you)很多優點(dian)：

能量密度高意味著單位體積內可以儲存更多電量。

下表為氟化碳電池與二氧化硫、二氧化錳電池的比較，氟化碳電池的能量密度是其它兩種電池的2-3倍。

氟化碳電池屬于固態電池，耐受溫度范圍為-20°C～130°C，壽命可以達到15年，當然其價格也是最高的(de)。

固態電池安全性高，這點非常重要，像鋰二(er)氧化硫、鋰亞硫酰氯電池一旦泄露就有(you)很(hen)強(qiang)的(de)(de)腐蝕性，對人體的(de)(de)安全(quan)性會有(you)很(hen)大影(ying)響(xiang)。

氟化碳電池每年電量泄露率不超過1%，也就是放上10年不(bu)用(yong)，還(huan)保(bao)有90%的電量。

但是一(yi)旦使(shi)用，電(dian)池(chi)(chi)的(de)壽(shou)命就由刺激(ji)強度來決定(ding)，刺激(ji)強度越(yue)大，耗(hao)電(dian)量越(yue)多(duo)，電(dian)池(chi)(chi)使(shi)用時間就越(yue)短(duan)。

要注意的是，不能因為考慮省電，就不敢提高刺激強度，從而影響治療效果。

除了(le)以(yi)上優(you)點外(wai)，氟化碳電池在臨床(chuang)應用中還有一個好處(chu)：

放(fang)電(dian)時電(dian)壓穩定，后期電(dian)量(liang)的減少與(yu)電(dian)池電(dian)壓基本呈單調近線性關(guan)系，所以(yi)通(tong)過檢(jian)測電(dian)壓可以(yi)測算出剩余(yu)電(dian)量(liang)，及(ji)時通(tong)知(zhi)病人更換(huan)電(dian)池。

容量大、壽命長、安全性高，這正是很多有源植入醫療器械選用氟化碳電池的原因。

可充電電池一般是指可充電鋰離子電池。手機使用的電池基本都是鈷酸鋰電池，電動汽車用的電池有三元鋰電池、磷酸鐵鋰電池。目前植入式醫療器械使用的可充電電池多為鈷酸鋰電池，與(yu)手機電池的配方(fang)一樣，但(dan)在(zai)工藝上質量控制(zhi)要(yao)求更高。

如果植入體內的刺激器使用的是可充電電池，是不是就意味著終身無憂，一直就有源源不斷的電量了呢？

其實不是這樣的！

大家可以看下自己的(de)手機(ji)(ji)，手機(ji)(ji)電(dian)池一般都比(bi)手機(ji)(ji)本身的(de)壽命要(yao)短，很多(duo)人手機(ji)(ji)用了兩年電(dian)池就(jiu)不給力了，表現為(wei)一充(chong)就(jiu)滿，一用就(jiu)沒(mei)，其實就(jiu)是電(dian)池容(rong)(rong)量(liang)越(yue)(yue)來(lai)越(yue)(yue)小，已經(jing)遠遠低于新(xin)手機(ji)(ji)電(dian)池的(de)容(rong)(rong)量(liang)。

所以，可充電電池也是有使用壽命的，它不像原電池那(nei)樣，有多少用(yong)多少就行(xing)了。

通常是用充放電的次數來衡量。充(chong)(chong)放電次數是指(zhi)充(chong)(chong)滿(man)電并用(yong)完叫一(yi)次循環（Cycle），如果充(chong)(chong)滿(man)電用(yong)了一(yi)半(ban)，又充(chong)(chong)滿(man)，這(zhe)叫半(ban)次。

下圖顯(xian)示了不同型號的(de)可充(chong)電(dian)電(dian)池充(chong)放電(dian)次數(shu)與電(dian)池容量之(zhi)間的(de)關系，當電(dian)池充(chong)放電(dian)次數(shu)到(dao)250次后，電(dian)池容量已經下降到(dao)85%以下，最(zui)低的(de)都已經到(dao)75%以下。

一(yi)般(ban)電(dian)池(chi)廠家都(dou)會給電(dian)池(chi)在充放電(dian)多(duo)(duo)少次后保持80%以(yi)上的(de)電(dian)量。一(yi)般(ban)淘寶上買的(de)電(dian)池(chi)200多(duo)(duo)次，最好(hao)的(de)電(dian)池(chi)也(ye)就500次，好(hao)的(de)醫療器械用電(dian)池(chi)可多(duo)(duo)達1000次。

隨著可充電電池的長期使用，電池容量逐漸減少是一個必然現象。

所以，使用可充電電池并不意味著終身無憂。當然，也不能簡單地用“電池壽命10年/15年”來解釋電池的使用時間。

因為影響可充電(dian)(dian)電(dian)(dian)池使用(yong)壽命(ming)的因素有很多，總的來說(shuo)，電(dian)(dian)池容量隨(sui)著使用(yong)逐漸減少，當刺激用(yong)電(dian)(dian)達到了電(dian)(dian)池充放電(dian)(dian)次數(shu)上限，壽命(ming)也就到頭了。

第一是溫度

電池在溫度太(tai)高和(he)溫度太(tai)低(di)時容量都(dou)會降低(di)。

從圖1可(ke)以看到，溫度低于0°C，電池容量會明顯下(xia)降。

圖(tu)1

圖(tu)2顯示，溫(wen)度在25°C時，充(chong)放(fang)電循環對容(rong)量損(sun)失(shi)影響(xiang)較小；當溫(wen)度高于45時，充(chong)放(fang)電循環容(rong)量損(sun)失(shi)明顯增大。我們人體幾乎是恒溫(wen)36°C，所以對充(chong)電電池運行而言是相當好的溫(wen)度環境。

圖2

第二是放電深度（DoD）

放(fang)電(dian)深度就是(shi)指電(dian)池(chi)所放(fang)電(dian)量與容量的比(bi)(bi)值。比(bi)(bi)值越小，就意味著(zhu)放(fang)電(dian)越淺。

從下表中可(ke)以看出，如果(guo)每次(ci)都100%把電(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)的(de)電(dian)(dian)(dian)用掉，電(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)的(de)充(chong)放電(dian)(dian)(dian)次(ci)數(shu)是300次(ci)（三元(yuan)鋰(li)(li)），或(huo)600次(ci)（磷(lin)酸(suan)鋰(li)(li)），鈷酸(suan)鋰(li)(li)電(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)原理也一樣。每次(ci)充(chong)放電(dian)(dian)(dian)40%的(de)電(dian)(dian)(dian)量，則可(ke)以充(chong)放電(dian)(dian)(dian)1000次(ci)（三元(yuan)鋰(li)(li)）。

所以，用電習慣對電池壽命有很大影響，平時用電時不應該把電用光后再充電，淺充淺放電池壽命更長。

因為(wei)電(dian)(dian)(dian)池電(dian)(dian)(dian)量耗盡(jin)會對(dui)電(dian)(dian)(dian)池產生損害，使電(dian)(dian)(dian)池內部對(dui)電(dian)(dian)(dian)子(zi)遷移的阻力(li)越來越大，于是(shi)容量就越來越小(xiao)，縮短(duan)電(dian)(dian)(dian)池壽命。以三(san)元鋰電(dian)(dian)(dian)池為(wei)例，每次放電(dian)(dian)(dian)40%就充電(dian)(dian)(dian)，比用完再充的累計電(dian)(dian)(dian)量高(gao)出33.3%。滿充滿放能(neng)用3年的話(hua)，淺(qian)充淺(qian)放能(neng)用4年。

第三是充放電速度

也(ye)就是充(chong)放電(dian)(dian)(dian)時電(dian)(dian)(dian)流多(duo)大多(duo)快(kuai)。從下圖(tu)可以看出(chu)，大于1C的(de)充(chong)放電(dian)(dian)(dian)速度會(hui)使(shi)電(dian)(dian)(dian)池(chi)容(rong)量大幅下降。（速度衡量單(dan)位(wei)C的(de)含義，是以和電(dian)(dian)(dian)池(chi)容(rong)量相同的(de)安培數放電(dian)(dian)(dian)。比(bi)如說3000mAh的(de)電(dian)(dian)(dian)池(chi)以3000mA充(chong)放電(dian)(dian)(dian)即(ji)為1C。）

第四是時間

相比原(yuan)電池(chi)每年1%的電量泄(xie)漏率(lv)，可充電電池(chi)電量自(zi)泄(xie)漏率(lv)更高(gao)（不同廠家的電池(chi)電量泄(xie)露率(lv)每個月1%-10%）

所以，即使完全不用，光放著也會漏電。而且，容量距離60%越遠泄漏越快，其中100%掉得最快，所以不用的電池最好在60%左右電量放置。

另外隨著(zhu)時間延續，電(dian)池(chi)壽命也在縮短，電(dian)池(chi)內部材(cai)料老化，電(dian)池(chi)內阻隨著(zhu)時間會逐漸升高，壽命就會縮短。

可充電電池也有使用壽命，影響電池壽命的因素有很多。使用(yong)(yong)習慣和累計用(yong)(yong)電(dian)(dian)量決(jue)定了(le)電(dian)(dian)池的壽(shou)命(ming)，醫(yi)療器械(xie)內部電(dian)(dian)路設計（控制充放電(dian)(dian)速(su)度、電(dian)(dian)流(liu)大小）也(ye)會對使用(yong)(yong)時間有影響。

所以(yi)，所謂的(de)“電池可以(yi)使用多少(shao)年”其實是個偽命(ming)題。

對于患者而言，在日常使用過程中能做的，就是“不要讓電池電量用光再充電，淺充淺放對電池壽命最好”。