Sobald das Lastprofil einer Infusionspumpe verstanden ist, folgt die elektrochemische Entscheidung: welche Chemie, wie viele Zellen, in welcher Anordnung, wie geladen und geschützt. Dieses zweite Papier vergleicht Nickel-Metallhydrid mit Lithium-Ionen und Primärzellen anhand quantitativer Kriterien, durchläuft ein durchgerechnetes Dimensionierungsbeispiel mit realen Infusionspack-Spannungen und erläutert Matching-, Lade- und Thermikdetails, die ein Medizinprodukte-Pack von einem Bündel Katalogzellen trennen. Es ergänzt Teil A (Lastprofil) und geht Teil C (Validierung und Zertifizierung) voraus.
Drei Familien konkurrieren um portable Infusionsenergie. Verschlossene NiMH-Zellen arbeiten mit 1,2 V Nennspannung, nutzen einen wässrigen Elektrolyten, der kein thermisches Durchgehen unterhalten kann, vertragen Flachzyklen und gelegentliche Überladung mit einfachem Management und liefern typisch etwa 500–1000 Zyklen bis 80 % Kapazität (niedrige Selbstentladung erweitert diesen Bereich). Lithium-Ionen-Zellen bieten deutlich höhere gravimetrische Energiedichte und geringere Selbstentladung, nutzen aber einen brennbaren organischen Elektrolyten, erfordern zwingend aktive Zellüberwachung und präzise Spannungssteuerung, und ihr Sicherheitsvorteil im klinischen Umfeld muss über das BMS konstruiert statt von der Chemie geerbt werden. Primäre (nicht wiederaufladbare) Lithium- oder Alkalizellen ersparen das Ladegerät, schaffen aber Logistik-, Entsorgungs- und Kapazitätssicherungsprobleme für ein täglich wiederverwendetes Gerät. Der qualitative Trade ist über veröffentlichte Vergleiche hinweg konsistent: NiMH ist die konservative, missbrauchstolerante Wahl; Li-ion die leichte, energiedichte Wahl; Primärzellen eignen sich nur für Nischen-Einweggeräte.
Neben einem Patienten wiegt Sicherheit schwerer als Energiedichte. Vergleichende Sicherheitsanalysen medizinischer Energiequellen bescheinigen NiMH ein extrem geringes thermisches-Durchgehen-Risiko aufgrund des wässrigen Elektrolyten, minimalen Managementaufwand (keine zwingende aktive Einzelzellen-Balancierung) und eine Reaktion auf schwere Überladung als kontrollierte Gasabgabe über ein Sicherheitsventil statt Verbrennung. Lithium-Ionen verlangt vom Pack dagegen, genau die Bedingungen — Überladung, Tiefentladung, Übertemperatur, innerer Kurzschluss — zu verhindern, die zu thermischen Ereignissen führen. Unter der EU-Medizinprodukte-Verordnung (2017/745) muss der Hersteller eine sichere Energiequelle unabhängig von der Chemie nachweisen; IEC 62133 liefert den anerkannten zellbezogenen Nachweis, wobei Teil 1 Nickelsysteme (NiCd/NiMH) und Teil 2 Lithium abdeckt — eine in Teil C untersuchte Unterscheidung.
Reale Infusionsplattformen verankern die Rechnung. Eine breit eingesetzte Spritzenpumpe nutzt ein Sechs-Zellen-NiMH-Pack mit 7,2 V und etwa 2000 mAh (sechs 1,2-V-Zellen in Reihe), dieselbe Bauform, die in Modellen wie der Terumo-TE-112-Klasse als Erstausrüstung geliefert wird; leistungsstärkere Geräte nutzen Zehn-Zellen-12-V-Packs mit etwa 4 Ah. Die Dimensionierung folgt vier Gleichungen:
Bei einem Ziel von 5 Stunden mit durchschnittlich 350 mA beträgt der Rohenergiebedarf 1,75 Ah; nach einer Entladetiefenbegrenzung von 0,8, einer End-of-Life-Abwertung von 20 % und einer Kaltetemperaturmarge von 15 % nähert sich die Auslegungskapazität 2,8 Ah — was zeigt, warum ein „2000 mAh“-Typenschild für eine 4-Stunden-Niedrigraten-Mission genau richtig, für eine konservative 5-Stunden-Spezifikation aber unzureichend sein kann.
Eine Reihenkette ist nur so stark wie ihre schwächste Zelle, und medizinische Packs verlangen engere Binning-Klassen als Konsumentenpacks. Leitfäden zur medizinischen NiMH-Auswahl fordern eine Zell-zu-Zell-Leerlaufspannungsstreuung innerhalb etwa 50 mV in einem Sechs-Zellen-7,2-V-Pack sowie angepasste Innenwiderstands- und Kapazitätsklassen. Schwachzellenverhalten — Tiefentladung und schließliche Umpolung in einer Kette, deren Zellen nie angepasst wurden — ist die dominierende Ursache vorzeitigen Pack-Ausfalls bei Feldrückläufern. Hersteller erreichen dies durch Eingangszellen-Klassierung, geschweißte (nie handgelötete) Verbindungen und angepasste Thermistoren für die Ladetemperaturüberwachung.
NiMH-Ladung ist nachsichtig, aber nicht regelfrei. Konstantstromladung mit Terminierung durch die negative Delta-V-Signatur oder Temperaturanstieg, mit zeitgesteuerter Nachladung und Erhaltungsladung, lässt eine Pumpe unbegrenzt andocken ohne Schaden — ein Ablauf, den Li-ion nur über sein BMS bewältigt. Das Pack sollte fern von Motor und Leistungselektronik liegen, da die NiMH-Ladeakzeptanz oberhalb etwa 45–50 °C sinkt und anhaltende Hitze die kalendarische Alterung beschleunigt; der klinische Innenbetrieb (typisch −10 bis +50 °C für medizinische NiMH-Packs) ist unkritisch, doch die Gehäusestapelung bleibt relevant.
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