本发明涉及医疗设备领域，特别是涉及一种具有心率检测装置的医疗设备。
背景技术：
随着人们生活水平的提高，健康逐渐成为人们关注的重点，而健康消费也成为消费市场的主流之一。随着收入的增加，家用医疗设备，特别是便携式医疗设备也被更多的家庭所接受，而家居医疗设备的使用寿命和安全性则成为了研究者迫切需要解决的问题。
技术实现要素：
本发明提供了一种便携式医疗设备，其包括心率检测装置，与现有的心率检测设备相比，其使用寿命、稳定性和安全性得到显著的提高。
具体的方案如下：
一种便携式医疗设备，其包括心率检测装置，所述心率检测装置包括心率测量组件以及电源，其特征在于：所述心率测量组件为光感心率测量设备。
进一步的，所述便携式医疗设备成型为腕带式。
进一步的，所述电源包含薄膜正极、薄膜负极以及置于正极、负极之间的隔膜，所述薄膜正极包含正极集流体及涂敷于正极集流体表面的正极材料，所述薄膜负极包含负极集流体及涂敷于负极集流体表面的负极材料，其中，所述正极材料为掺杂锂钒化合物/石墨烯复合材料，该复合材料具有一字锤形的颗粒形状，球形或近似球形的相邻的掺杂锂钒化合物颗粒成形为一字锤形的两端的端颗粒，包覆在掺杂锂钒化合物颗粒表面的石墨烯形成薄层石墨烯导电网络，位于上述相邻的掺杂锂钒化合物颗粒之间的石墨烯成形为连接上述掺杂锂钒化合物端颗粒的一字锤的柄状连接段，该柄状连接段的截面最大尺寸小于两端的掺杂锂钒化合物端颗粒的粒径，所述掺杂锂钒化合物颗粒的粒径为300-800nm，所述薄层的厚度为15-30nm，所述柄状连接段的截面最大尺寸为150-500nm。
进一步的，所述负极材料包括负极活性材料、粘结剂，该负极活性材料为石墨烯。
进一步的，所述掺杂锂钒化合物具有以下通式(1)组成：
liv1-x-ymxnypo4-za2z(1)
其中，m选自ti、cr、mn、ni、al、mg、cu、zn所组成的组中至少一种元素，n选自pb、si、as、sn、la、ce、nd所组成的组中至少元素，a选自卤素、s中至少一种元素，0<x<0.358，0<y<0.336，0<z<0.199。
进一步的，提供了上述掺杂锂钒化合物的制备方法，其包括以下步骤：按照化学计量比称取原料锂源、v源、m源、n源、磷源混合，在溶剂介质下球磨2-8小时，之后放在烘箱中于50-80℃预干燥1-3小时，得到溶胶-凝胶前驱体，之后进行喷雾干燥，得到前驱体粉末；将前驱体在一定混合体积比的惰性气体和a源气体的混合气氛中，以1-10℃/min加热速率升温，于600-800℃恒温热处理6-30小时，随炉冷却至室温，制得liv1-x-ymxnypo4-za2z产物。
进一步的，所述m选自mn。
进一步的，所述n选自sn。
进一步的，所述磷源为磷酸。
进一步的，所述热处理温度为600℃，热处理时间为28小时。
进一步的，提供了上述薄膜正极的制备方法，其包括以下步骤：
a)制备掺杂锂钒化合物颗粒，该掺杂锂钒化合物具有球形或近似球形的颗粒形状；
b)在反应容器中加入浓硫酸，之后加入浓硫酸质量的20％-80％的质量的人造鳞片石墨，在低于冰点的温度条件下搅拌均匀后缓慢滴入双氧水，双氧水以质量计的加入量为浓硫酸质量的0.2-0.6倍，继续搅拌1-8小时，之后采用水浴加热，温度升至50-80℃后继续搅拌1小时，缓慢滴加去离子水进行稀释，直至混合液的体积成为未稀释前的1.5-3倍，充分搅拌，之后加入浓硫酸质量的0.05-0.35倍的高锰酸钾，充分搅拌均匀，过滤、干燥，得到氧化石墨烯粉末，将上述氧化石墨烯粉末加入到丙酮中超声分散均匀，得到氧化石墨烯分散液；
c)将步骤a)得到的掺杂锂钒化合物颗粒加入到步骤b)得到的氧化石墨烯分散液中，充分搅拌均匀，得到混合浆料，其中，混合浆料中掺杂锂钒化合物和氧化石墨烯的质量比为65-95:5-35，过滤、干燥，在烘干箱中以50-80℃的温度进行烘干，得到掺杂锂钒化合物/氧化石墨烯复合材料前驱体，将上述前驱体加入质量浓度为8-32％的氢氟酸水溶液，进行一次刻蚀，时间为2-8小时，将所得刻蚀产物进行清洗，去除产物表面的氢氟酸，过滤、干燥，得到一次刻蚀后的复合材料前驱体产物；
d)将步骤c)所得的前驱体产物加入乙醇中进行超声分散处理，超声处理的时间为2-8小时，超声频率为30khz-80khz，过滤、干燥，得到粉末状前驱体；
e)将步骤d)得到的粉末状前驱体加入该前驱体粉末质量的2-5倍的n-甲基吡咯烷酮中，搅拌使之混合均匀，得到正极浆料；
f)将步骤e)得到的正极浆料涂敷在作为正极集流体的铝箔上，以50-80℃的温度烘干2-8小时，之后在真空条件以180-560℃的温度热处理6-18小时，将氧化石墨还原为具有多孔交联结构的石墨烯，该石墨烯包覆在掺杂锂钒化合物颗粒表面并形成为相邻的掺杂锂钒化合物颗粒之间的连接结构，从而得到正极集流体表面涂敷有正极材料的正极前驱体；
g)将步骤f)得到的正极前驱体浸渍在质量浓度为20-35％的氢氟酸水溶液中，进行二次刻蚀，时间为5-8小时，将正极前驱体取出，清洗去除正极前驱体表面的氢氟酸，在真空条件下以50-80℃的温度烘干2-8小时，得到正极集流体表面涂敷有正极材料层的薄膜正极，其中，所述正极材料为掺杂锂钒化合物/石墨烯复合材料，该复合材料具有一字锤形的颗粒形状，球形或近似球形的相邻的掺杂锂钒化合物颗粒成形为一字锤形的两端的端颗粒，包覆在掺杂锂钒化合物颗粒表面的石墨烯经刻蚀后形成薄层石墨烯导电网络，位于上述相邻的掺杂锂钒化合物颗粒之间的石墨烯成形为连接上述掺杂锂钒化合物端颗粒的一字锤的柄状连接段。
进一步的，步骤b)中双氧水以质量计的加入量为浓硫酸质量的0.2倍。
进一步的，步骤b)中高锰酸钾的加入量为浓硫酸质量的0.1倍。
进一步的，步骤c)中氢氟酸水溶液的质量浓度为20％，刻蚀时间为3小时。
进一步的，步骤g)中氢氟酸水溶液的质量浓度为30％，刻蚀时间为6小时。
进一步的，本发明中的电源可以为二次可再充电源，如锂二次电池。
本发明还提供了一种心率检测装置在便携式医疗设备中的应用，所述心率检测装置为前述心率检测装置。
本发明具有如下有益效果：
1、本发明步骤b)中使人造鳞片石墨按先后顺序与浓硫酸、双氧水、高锰酸钾接触的逐步、分段的递进式多重氧化方式，制备得到具有分层结构、活性高的氧化石墨，有利于后续工艺中的一次刻蚀及在集流体上的还原，形成高导电性的石墨烯。
2、本发明步骤c)中将掺杂锂钒化合物/氧化石墨烯复合材料进行一次刻蚀，通过控制刻蚀条件，可以在步骤b)制备得到的高活性分层氧化石墨的表面的特定位置形成刻蚀诱导位，提高了后续工艺中二次刻蚀的刻蚀产物形态的可控性，增强了产品的可靠性和稳定性。
3、本发明步骤d)中通过超声分散，瓦解了前驱体粉末的团聚结构，将团聚形成的大颗粒聚集体重新分散为独立的小颗粒前驱体粉末。
4、本发明步骤f)中通过将掺杂锂钒化合物和氧化石墨的正极浆料涂覆在正极集流体上并在真空条件下热处理，将氧化石墨还原为具有高导电性和粘合性的石墨烯，该石墨烯包覆在掺杂锂钒化合物颗粒表面并填充于相邻的掺杂锂钒化合物颗粒之间，将相邻的掺杂锂钒化合物颗粒连结在一起，形成相邻的掺杂锂钒化合物颗粒之间的连接体，提高了正极材料的导电性，增强了倍率性能，使得电源能够以高倍率(大功率)运行，同时，还原后的石墨烯将掺杂锂钒化合物颗粒牢固地粘结在集流体上，由于浆料中不含有粘结剂成分等其它非活性成分，因而增加了电极的比能量。
5、本发明步骤g)中将预成型的薄膜电极浸渍在氢氟酸水溶液中进行二次刻蚀，通过控制刻蚀条件及一次刻蚀的诱导效应，形成具有一字锤形颗粒形状的掺杂锂钒化合物/石墨烯复合材料，由于掺杂锂钒化合物表面通过刻蚀形成薄层石墨烯结构，因而使得活性物质颗粒具有高导电性，能够满足电源的高倍率(大功率)需求。同时，对于复合材料整体形状而言，由于在相邻的掺杂锂钒化合物颗粒之间由具有高导电性的石墨烯形成凹陷的“细柄状”结构，因而在长时间高倍率运行的条件下，由于该“细柄状”的石墨烯具有高导电性，因而提供了更好地导电路径，形成了电传导的诱导效应，使得活性物质颗粒表面的通过电解液的氧化还原反应不断再生的sei膜优先堆叠在该“细柄状”的石墨烯位置处，与现有技术相比，有效抑制了高倍率运行条件下活性物质颗粒表面sei膜的增厚与形态破坏，因而可以在长时间高倍率(大功率)运行的条件下，仍能保持较高的容量维持率。
6、由于v在充放电循环中具有高电压平台，因而采用v系掺杂正极活性材料可以使该正极材料具有大于4.3的充电电压，可以充分释放正极中的能量。
7、m源包含元素可以提高正极材料的电传导性，有利于大电流放电，同时可以降低材料的成本，显著提高电池的高倍率放电性能。
8、n源包含元素性能稳定，通过掺杂n源元素可以稳定材料晶体结构，在高电压、大电流应用时可以提高电池的循环稳定性。
9、a源包含元素可以改善正极材料晶体表面形态，增强正极材料与电解液的相容性，提高锂离子的传导能力，从而提高正极材料大电流放电能力以及循环稳定性。
本发明通过上述方案，提供了一种使用寿命、稳定性和安全性得到显著提高的心率检测装置及其医疗设备。
具体实施方式
本发明下面将通过具体的实施例进行更详细的描述，但本发明的保护范围并不受限于这些实施例。
图1中是本发明的掺杂锂钒化合物/石墨烯复合材料的颗粒形状的结构示意图。
图2为本发明实施例1制备的掺杂锂钒化合物/石墨烯复合材料材料sem照片。
图3为本发明实施例2制备的掺杂锂钒化合物/石墨烯复合材料材料sem照片。
对本发明中的电源的性能进行测试的实施例如下：
薄膜电源，包括薄膜正极、薄膜负极以及置于正极、负极之间的隔膜，所述薄膜正极包含正极集流体及涂敷于正极集流体表面的正极材料，所述薄膜负极包含负极集流体及涂敷于负极集流体表面的负极材料，所述负极材料包括负极活性材料、粘结剂，该负极活性材料为石墨烯；
其中，所述正极材料为掺杂锂钒化合物/石墨烯复合材料，该复合材料具有一字锤形的颗粒形状，球形或近似球形的相邻的掺杂锂钒化合物颗粒成形为一字锤形的两端的端颗粒，包覆在掺杂锂钒化合物颗粒表面的石墨烯形成薄层石墨烯导电网络，位于上述相邻的掺杂锂钒化合物颗粒之间的石墨烯成形为连接上述掺杂锂钒化合物端颗粒的一字锤的柄状连接段，该柄状连接段的截面最大尺寸小于两端的掺杂锂钒化合物端颗粒的粒径，所述掺杂锂钒化合物颗粒的粒径为300-800nm，所述薄层的厚度为15-30nm，所述柄状连接段的截面最大尺寸为150-500nm；
隔膜为聚丙烯/聚乙烯复合膜；
电解液包括有机溶剂和锂盐，有机溶剂为碳酸乙烯酯：碳酸丙烯酯：碳酸甲乙酯＝1:1:1，锂盐为1m六氟磷酸锂。
实施例1
本实施例的薄膜锂电源通过以下步骤制备：
a)按照化学计量比称取原料li2co3、v2o5、mno2、sno2、磷酸混合，在乙醇介质下球磨5小时，之后放在烘箱中于60℃预干燥2小时，得到溶胶-凝胶前驱体，之后进行喷雾干燥，得到前驱体粉末；将前驱体在体积比为85:15的氮气和氟气的混合气氛中，以10℃/min加热速率升温，于800℃恒温热处理26小时，随炉冷却至室温，制得掺杂锂钒化合物liv0.601mn0.161sn0.238po3.971f0.058，该掺杂锂钒化合物具有球形或近似球形的颗粒形状；
b)在反应容器中加入浓硫酸，之后加入浓硫酸质量的30％的质量的人造鳞片石墨，在低于冰点的温度条件下搅拌均匀后缓慢滴入双氧水，双氧水以质量计的加入量为浓硫酸质量的0.2倍，继续搅拌1-3小时，之后采用水浴加热，温度升至50℃后继续搅拌1小时，缓慢滴加去离子水进行稀释，直至混合液的体积成为未稀释前的1.5倍，充分搅拌，之后加入浓硫酸质量的0.1倍的高锰酸钾，充分搅拌均匀，过滤、干燥，得到氧化石墨烯粉末，将上述氧化石墨烯粉末加入到丙酮中超声分散均匀，得到氧化石墨烯分散液；
c)将步骤a)得到的掺杂锂钒化合物颗粒加入到步骤b)得到的氧化石墨烯分散液中，充分搅拌均匀，得到混合浆料，其中，混合浆料中掺杂锂钒化合物和氧化石墨烯的质量比为85:15，过滤、干燥，在烘干箱中以60℃的温度进行烘干，得到掺杂锂钒化合物/氧化石墨烯复合材料前驱体，将上述前驱体加入质量浓度为15％的氢氟酸水溶液，进行一次刻蚀，时间为2小时，将所得刻蚀产物进行清洗，去除产物表面的氢氟酸，过滤、干燥，得到一次刻蚀后的复合材料前驱体产物；
d)将步骤c)所得的前驱体产物加入乙醇中进行超声分散处理，超声处理的时间为3小时，超声频率为80khz，过滤、干燥，得到粉末状前驱体；
e)将步骤d)得到的粉末状前驱体加入该前驱体粉末质量的2.5倍的n-甲基吡咯烷酮中，搅拌使之混合均匀，得到正极浆料；
f)将步骤e)得到的正极浆料涂敷在作为正极集流体的铝箔上，以50℃的温度烘干5小时，之后在真空条件以200℃的温度热处理18小时，将氧化石墨还原为具有多孔交联结构的石墨烯，该石墨烯包覆在掺杂锂钒化合物颗粒表面并形成为相邻的掺杂锂钒化合物颗粒之间的连接结构，从而得到正极集流体表面涂敷有正极材料的正极前驱体；
g)将步骤f)得到的正极前驱体浸渍在质量浓度为25％的氢氟酸水溶液中，进行二次刻蚀，时间为5小时，将正极前驱体取出，清洗去除正极前驱体表面的氢氟酸，在真空条件下以60℃的温度烘干6小时，得到正极集流体表面涂敷有正极材料层的薄膜正极，其中，所述正极材料为掺杂锂钒化合物/石墨烯复合材料；
h)以石墨烯作为负极活性材料，制备薄膜负极；
i)以正极/隔膜/负极/隔膜/正极的堆叠结构，形成电极组件，将上述电极组件放入外壳中，注入电解液并密封，形成电源预成型体，所述电源预成型体经化成工艺后，经分容、配组，得到薄膜锂二次电源，其中，上述堆叠结构的电极堆叠数量可以根据电源的输出功率进行调整。
实施例2
本实施例的薄膜锂电源通过以下步骤制备：
a)按照化学计量比称取原料lioh、v2o3、tio2、sno2、磷酸二氢铵混合，在乙醇介质下球磨3小时，之后放在烘箱中于56℃预干燥1.6小时，得到溶胶-凝胶前驱体，之后进行喷雾干燥，得到前驱体粉末；将前驱体在体积比为80:20的氩气和氯气的混合气氛中，以5℃/min加热速率升温，于600℃恒温热处理28小时，随炉冷却至室温，制得掺杂锂钒化合物liv0.581ti0.153sn0.266po3.972cl0.056，该掺杂锂钒化合物具有球形或近似球形的颗粒形状；
b)在反应容器中加入浓硫酸，之后加入浓硫酸质量的50％的质量的人造鳞片石墨，在低于冰点的温度条件下搅拌均匀后缓慢滴入双氧水，双氧水以质量计的加入量为浓硫酸质量的0.3倍，继续搅拌3小时，之后采用水浴加热，温度升至60℃后继续搅拌1小时，缓慢滴加去离子水进行稀释，直至混合液的体积成为未稀释前的2倍，充分搅拌，之后加入浓硫酸质量的0.1倍的高锰酸钾，充分搅拌均匀，过滤、干燥，得到氧化石墨烯粉末，将上述氧化石墨烯粉末加入到丙酮中超声分散均匀，得到氧化石墨烯分散液；
c)将步骤a)得到的掺杂锂钒化合物颗粒加入到步骤b)得到的氧化石墨烯分散液中，充分搅拌均匀，得到混合浆料，其中，混合浆料中掺杂锂钒化合物和氧化石墨烯的质量比为90:10，过滤、干燥，在烘干箱中以80℃的温度进行烘干，得到掺杂锂钒化合物/氧化石墨烯复合材料前驱体，将上述前驱体加入质量浓度为20％的氢氟酸水溶液，进行一次刻蚀，时间为3小时，将所得刻蚀产物进行清洗，去除产物表面的氢氟酸，过滤、干燥，得到一次刻蚀后的复合材料前驱体产物；
d)将步骤c)所得的前驱体产物加入乙醇中进行超声分散处理，超声处理的时间为8小时，超声频率为60khz，过滤、干燥，得到粉末状前驱体；
e)将步骤d)得到的粉末状前驱体加入该前驱体粉末质量的3.5倍的n-甲基吡咯烷酮中，搅拌使之混合均匀，得到正极浆料；
f)将步骤e)得到的正极浆料涂敷在作为正极集流体的铝箔上，以60℃的温度烘干8小时，之后在真空条件以280℃的温度热处理8小时，将氧化石墨还原为具有多孔交联结构的石墨烯，该石墨烯包覆在掺杂锂钒化合物颗粒表面并形成为相邻的掺杂锂钒化合物颗粒之间的连接结构，从而得到正极集流体表面涂敷有正极材料的正极前驱体；
g)将步骤f)得到的正极前驱体浸渍在质量浓度为30％的氢氟酸水溶液中，进行二次刻蚀，时间为6小时，将正极前驱体取出，清洗去除正极前驱体表面的氢氟酸，在真空条件下以80℃的温度烘干5小时，得到正极集流体表面涂敷有正极材料层的薄膜正极，其中，所述正极材料为掺杂锂钒化合物/石墨烯复合材料；
h)以石墨烯作为负极活性材料，制备薄膜负极；
i)以正极/隔膜/负极/隔膜/正极的堆叠结构，形成电极组件，将上述电极组件放入外壳中，注入电解液并密封，形成电源预成型体，所述电源预成型体经化成工艺后，经分容、配组，得到智能家居设备用薄膜锂二次电源，其中，上述堆叠结构的电极堆叠数量可以根据电源的输出功率进行调整。
实施例3
本实施例的薄膜锂电源通过以下步骤制备：
a)按照化学计量比称取原料li2co3、vo2、mno2、sio2、磷酸氢二铵混合，在乙醇介质下球磨6小时，之后放在烘箱中于80℃预干燥1小时，得到溶胶-凝胶前驱体，之后进行喷雾干燥，得到前驱体粉末；将前驱体在体积比为65:35的氩气和溴气的混合气氛中，以8℃/min加热速率升温，于700℃恒温热处理25小时，随炉冷却至室温，制得掺杂锂钒化合物liv0.666mn0.166si0.168po3.982br0.036，该掺杂锂钒化合物具有球形或近似球形的颗粒形状；
b)在反应容器中加入浓硫酸，之后加入浓硫酸质量的36％的质量的人造鳞片石墨，在低于冰点的温度条件下搅拌均匀后缓慢滴入双氧水，双氧水以质量计的加入量为浓硫酸质量的0.35倍，继续搅拌5小时，之后采用水浴加热，温度升至75℃后继续搅拌1小时，缓慢滴加去离子水进行稀释，直至混合液的体积成为未稀释前的3倍，充分搅拌，之后加入浓硫酸质量的0.3倍的高锰酸钾，充分搅拌均匀，过滤、干燥，得到氧化石墨烯粉末，将上述氧化石墨烯粉末加入到丙酮中超声分散均匀，得到氧化石墨烯分散液；
c)将步骤a)得到的掺杂锂钒化合物颗粒加入到步骤b)得到的氧化石墨烯分散液中，充分搅拌均匀，得到混合浆料，其中，混合浆料中掺杂锂钒化合物和氧化石墨烯的质量比为65:35，过滤、干燥，在烘干箱中以70℃的温度进行烘干，得到掺杂锂钒化合物/氧化石墨烯复合材料前驱体，将上述前驱体加入质量浓度为28％的氢氟酸水溶液，进行一次刻蚀，时间为6小时，将所得刻蚀产物进行清洗，去除产物表面的氢氟酸，过滤、干燥，得到一次刻蚀后的复合材料前驱体产物；
d)将步骤c)所得的前驱体产物加入乙醇中进行超声分散处理，超声处理的时间为6小时，超声频率为80khz，过滤、干燥，得到粉末状前驱体；
e)将步骤d)得到的粉末状前驱体加入该前驱体粉末质量的2.5倍的n-甲基吡咯烷酮中，搅拌使之混合均匀，得到正极浆料；
f)将步骤e)得到的正极浆料涂敷在作为正极集流体的铝箔上，以75℃的温度烘干6小时，之后在真空条件以380℃的温度热处理16小时，将氧化石墨还原为具有多孔交联结构的石墨烯，该石墨烯包覆在掺杂锂钒化合物颗粒表面并形成为相邻的掺杂锂钒化合物颗粒之间的连接结构，从而得到正极集流体表面涂敷有正极材料的正极前驱体；
g)将步骤f)得到的正极前驱体浸渍在质量浓度为35％的氢氟酸水溶液中，进行二次刻蚀，时间为8小时，将正极前驱体取出，清洗去除正极前驱体表面的氢氟酸，在真空条件下以75℃的温度烘干8小时，得到正极集流体表面涂敷有正极材料层的薄膜正极，其中，所述正极材料为掺杂锂钒化合物/石墨烯复合材料；
h)以石墨烯作为负极活性材料，制备薄膜负极；
i)以正极/隔膜/负极/隔膜/正极的堆叠结构，形成电极组件，将上述电极组件放入外壳中，注入电解液并密封，形成电源预成型体，所述电源预成型体经化成工艺后，经分容、配组，得到薄膜锂二次电源，其中，上述堆叠结构的电极堆叠数量可以根据电源的输出功率进行调整。
对比例1；
以表面包覆裂解碳的掺杂锂钒化合物作为活性物质、pvdf作为粘结剂、超导炭黑为导电剂制备薄膜正极，以改性天然石墨为负极活性材料制备薄膜负极，与前述实施例1相同的方式装配薄膜电源。
下表为实施例与对比例的测试数据，循环电流为0.1-0.5c，工作温度为常温(25℃)或高温(60℃)，充电截止电压4.5v，放电截止电压2.5v。可见，与采用人造石墨的对比例相比，本发明的电源长期使用后仍维持较高容量保持率，并在高温环境下不起火、不爆炸，其使用寿命、稳定性和安全性得到显著的提高。
尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但是应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。
表1
尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但是应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。