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VIII Medical MEDICAL 19 - APRILE 2020 altre tecnologie, e le loro prestazioni sono notevolmente influenzate dalle condizioni di test, utilizzo e conservazione. Fattori che influenzano la durata delle batterie In ogni batteria ricaricabile, la frequenza con cui gli utenti devono ricaricarla dipen- de da diversi fattori. In primo luogo, esistono sono fattori am- bientali, come la temperatura e le vibrazio- ni. Questi ultimi parametri possono fare una grande differenza ai fini della durata delle batterie, con il minimo degrado in corrispondenza di una temperatura di circa 25 °C, considerata come condizione tipica per le celle agli ioni di litio. Ciò significa anche che in alcune applicazioni, come le auto elettriche, la gestione termica può essere importante per garantire che il ca- lore generato dalla ricarica o dalla scarica non aumenti eccessivamente la temperatura delle batterie. Tuttavia, per le batterie presenti nei dispositivi medicali impiantati, questi fattori in genere non hanno un impat- to significativo. Questo perché, dopo l’impianto, i dispo- sitivi medicali rimangono ad una temperatura approssi- mativamente costante di 37 °C, e gli urti o le vibrazioni sono trascurabili. Per i dispositivi medicali, l’impatto maggiore sull’inter- vallo di ricarica dipende dai cosiddetti “fattori operativi”. Questi includono la velocità di ricarica e di scarica e la percentuale rispetto alla piena capacità con cui la bat- teria è caricata e scaricata. Un altro fattore importante è lo stato di conservazione: la percentuale di carica con cui una batteria è stata conservata per lungo tempo può influire sul suo comportamento, una volta che essa è in- stallata in un dispositivo e messa in uso. La tensione di ricarica è fondamentale Nelle batterie agli ioni di litio, la differenza di potenziale tra i terminali positivi e negativi aumenta a mano a mano che la batteria è caricata e viene fornita energia alla bat- teria. Tale valore quindi diminuisce quando la batteria si scarica durante l’uso e viene prelevata energia. Ciò significa che la tensione che si può misurare ai ter- minali rappresenta un’indicazione affidabile circa il completamento della carica della batteria, e quindi della quantità di energia rimasta al suo interno. Tali misure di tensione costituiscono il modo in cui uno smartphone o un laptop, per esempio, è in grado di determinare la percentuale della durata residua della propria batteria, e di effettuare quindi una stima, a partire da questo valore, sul tempo a disposizione prima che la batteria esaurisca tutta la carica. Per le applicazioni medicali, una batteria agli ioni di litio potrebbe presentare tipicamente una ten- sione nominale di 3,6 V o 3,7 V. In pratica, la procedura standard consiste nel caricare la batteria fino a un massimo di circa 4,1 V e nel consentirne la scarica fino a un livello basso di 2,7 V. Questa tensione massima alla quale la carica si arresta è denominata “li- vello di tensione di fine carica” (EoCV, End of Charge Voltage). Ma cosa succede se si modificano questi parametri? Se, per contro, la batteria viene scaricata solo ad una tensione minima mag- giore di 2,7 V, allora si scarica solo una parte della sua capacità. Ad esempio, se si smette di scaricare la batteria quando si raggiunge una tensione di 3 V, ciò potrebbe significare che la batte- ria si è scaricata solo al 40% o al 50% della sua capacità. Questo livello di bassa tensione definisce ciò che viene chiamato profondità di scarica (DoD, Depth-of-Dischar- ge). Si considera quindi la scarica completa della batte- ria come il 100% del livello DoD, mentre potremmo mi- surarne la durata con una percentuale di DoD inferiore. Un’altra variazione che può influenzare la durata è la riduzione del limite superiore di tensione da 4,1 V a un valore più basso. La ragione di queste variazioni è imputabile alle reazioni chimiche che si verificano all’interno delle celle agli ioni di litio, ad esempio il degrado dell’elettrolita o il deposi- to di composti insolubili sull’anodo, che ne diminuisco- no l’efficienza. Sorprendentemente, queste variazioni di tensione fanno una grande differenza all’atto pratico. Se si modificano anche di poco i limiti di tensione superiore e inferiore, il numero di cicli di carica-scarica nell’arco della durata di una batteria si può ridurre ad appena il 20% di quanto ottenuto prima, o anche meno. Anche se in questo caso si sta parlando solo di piccole variazioni di carica e di tensione, vale la pena ricorda- re che una batteria ricaricabile può finire per scaricar- si completamente sul campo. Ad esempio, un paziente può semplicemente dimenticare di caricare la batteria al momento giusto, facendo scendere la tensione a un livel- lo troppo basso, o la batteria può giacere in magazzino per un periodo prolungato. Si tratta un problema diverso rispetto alle variazioni del- la durata utile di cui abbiamo discusso in precedenza, ma per molte batterie agli ioni di litio, una scarica com- pleta di questo tipo può causare danni che ne riducono notevolmente l’usabilità. EnerSys ha fornito una risposta a questo problema con la propria tecnologia Zero-Volt, la quale assicura che le batterie possano ancora funzio- nare al massimo della capacità anche dopo essere state scaricate a zero Volt. Le batterie Quallion per applicazioni medicali di EnerSys garantiscono eccellenti prestazioni e si distinguono per le loro doti di affidabilità e sicurezza