Lithiumthionylchlorid-batterier er en af de nyeste batterityper, der er kommet på markedet i de senere år. Lithium-thionylchlorid-batterier tilbyder mange fordele i forhold til traditionelle lithium-ion- og lithiumpolymer-batterier, men de har også nogle ulemper.
I denne artikel vil vi diskutere, hvad du har brug for at vide om lithiumthionylkloridbatterier, så du kan træffe en informeret beslutning om, hvorvidt disse er de rigtige til din anvendelse.
Hvad er et lithiumthionylkloridbatteri?
Lithiumthionylchlorid-batterier er en type vådt batteriDe har en alkalisk elektrolyt og en sulfoneret thionylchlorid som negativ elektrode. I sammenligning med tørre celler, de har øget ydelse og en høj hastighedskapacitet. Elektrolytten er normalt en fortyndet svovlsyre indeholdende kaliumhydroxid som aktivator.
I laboratoriet bruges lithiumthionylchloridbatterier til test og kalibrering af udstyr såsom elektrokemiske celler og potentiostater. De kan også bruges til at drive små instrumenter såsom timere og signalgeneratorer, der kræver meget lave strømme.
Hvad er de almindelige anvendelser af lithiumthionylchloridbatterier?
Luftfartsindustrien
Den mest almindelige anvendelse af lithiumthionylchloridbatterier er i luftfartsindustrien. De bruges også i luftfartsindustrien på grund af deres lange holdbarhed.
Køretøjsindustrien
Lithiumthionylchlorid-batterier bruges i elbiler på grund af deres høje ydeevne og lange levetid. Lithiumthionylchlorid-batterier bruges også til at drive fjerninstrumenter såsom seismometre, undervandstransducere, radiotelemetrisystemer osv. Li-SOCl2 kan også findes i flyhøjdemålere, der fungerer ved at måle forskellen i atmosfærisk tryk mellem flyets næse og hale.
Medicinsk industri
Lithiumthionylchlorid-batterier har en meget høj spænding, hvilket gør det muligt at bruge dem i medicinsk udstyr såsom pacemakere, defibrillatorer osv. De bruges også i sikkerhedsalarmer, fordi de nemt kan integreres i små genstande som kameraer eller afbrydere, der har et meget lavt strømforbrug. Derudover bruges de også i kameraer på grund af deres lille størrelse og vægt.
Fordele ved lithiumthionylchloridbatteri
De fås i mange størrelser og designs
Lithiumthionylchlorid-batterier fås i utallige størrelser og designs. Uanset hvilken variation din applikation kræver, forbliver kerneegenskaberne: høj spænding, energitæthed og lang levetid konstante.
"Spolekonstruktionen" har etableret sig som en ekstremt populær metode til at huse disse celler på grund af dens sikkerhedsfunktioner sammen med en meget lang levetid, der giver dem mulighed for at levere strømme på op til 2 ampere.
De har en længere levetid end nikkelmetal
Ja, lithiumthionylchlorid-batterier har en længere levetid end nikkelmetal. Derudover kan de også produceres til en lavere pris. Dette gør dem til et godt valg for folk, der er interesserede i at minimere de penge, de bruger på batterier. Lithiumthionylchlorid-batterier kan også genbruges på grund af deres kompatibilitet med en bred vifte af materialer.
100% genanvendelig og miljøvenlig
Lithiumthionylchlorid-batterier er 100% genanvendelige og miljøvenlige. De kan genbruges for at lave nye batterier. Den bedste måde at genbruge lithiumthionylchlorid-batterier på er hos virksomheder, der specialiserer sig i genbrug af lithium-ion-celler, da de har den nødvendige teknologi og det nødvendige udstyr samt kvalificeret personale.
De opretholder deres ydeevne under temperaturudsving
En undersøgelse foretaget af Institut for Kemi og Biokemi ved University of North Texas i Denton viste, at Li-SOCl2-battericeller med en højere celletæthed var i stand til at modstå store temperaturændringer uden væsentlige ydelsesforringelser.
University of Oxford udførte et eksperiment, der ikke resulterede i nogen påviselig forskel i battericellernes opnåede kapacitet, selv efter at de blev udsat for temperatursvingninger på 40 °C.
Lithiumthionylchlorid-batterier kan også klare sig godt under mange andre miljøforhold, herunder stor højde, lavt atmosfærisk tryk og ekstrem luftfugtighed.
Mindre giftig end nikkelmetal ved bortskaffelse
Når nikkel-metal-batterier bruges som en kemisk reaktion, frigiver de brintgas, og lithium-batterier frigiver batterisyre, som er langt mindre skadelig. Lithium-thionylchlorid-batterier er også mindre giftige, når de bortskaffes, da de ikke er tilbøjelige til at forbrænde.
De korroderer ikke og virker selv efter kort tids kontakt med vand.
Lithiumthionylchlorid-batterier korroderes ikke af vand over en kort periode. Dette skyldes, at lithiumthionylchlorid-batteriet har to hovedtyper af isolatorer, der arbejder sammen for at forhindre korrosion.
Den første type er kendt som polypropylenoxid, som forhindrer korrosion eller kontaminering i at komme i kontakt med batteriets elektroder.
Den anden type kaldes polyvinylidenfluorid, som ikke tillader fugt at ophobe sig på ydersiden af batteriet, efter at det har været i kontakt med vand i en kort periode.
Det kan fremstilles med en række forskellige materialer, såsom kulstof og svovl
Lithiumthionylchlorid-batterier kan fremstilles på forskellige måder med en række forskellige materialer. For eksempel er elektroderne i et batteri ofte kulstofbaserede eller svovlbaserede. Visse materialer kan ændre et batteris egenskaber, så det passer til dets anvendelse.
De giver en høj energitæthed pr. volumen.
Lithium-ion-batterier (LIB'er) såsom lithium-thionylchlorid-batterier (LiSOCON, LiSOCl2) giver høje energitætheder pr. volumen og vægt.
Lithiumthionylchlorid er en variation af lithium-ion-batteriet, der udviser en iboende lavere ledningsevne og langsommere kinetik end dets modstykker, litiumkoboltoxid og litiummanganoxid.
Det betyder, at LiSOCl2-celler ikke udviser de samme selvafladningshastigheder som celler med andre kemiske sammensætninger. Den største fordel ved dette problem er færre hyppige cyklusser for understøttede strømforbrugsbudgetter på systemniveau, øget cellelevetid og reduceret afhængighed af ekstern overvågningselektronik, såsom beskyttelseskredsløb til at styre spændings- eller strømbegrænsende enheder.
De har et langsomt tab af ladning, når de ikke er i brug
Lithiumkemi har en langsommere selvafladningshastighed end andre kemiske stoffer, hvilket er en af de mange fordele ved lithiums ydeevne.
Hvis din enhed ikke bruger meget strøm i løbet af en gennemsnitlig uge (mindre end 25% på nogle enheder), holder den længere på en enkelt fuld opladning og kræver færre opladningscyklusser. Den konstante opladning og afladning af traditionelle elektrokemiske batterier fører til, at de slides hurtigere, noget der kaldes "hukommelseseffekten".
De er billige sammenlignet med andre batterier i samme størrelse
Lithiumthionylchloridbatterier er billige, fordi de kun kræver tilsætning af svovlsyre for at producere en elektrolyt, som kan opbevares separat i en beholder.
Dette er billigere end nikkel-cadmium- og nikkel-metalhydrid-batterier, som typisk kræver en dyr batteriseparator lavet af syntetisk papir eller plast.
De lave materialeomkostninger gør det også nemmere for producenter at producere store partier af celler uden at bekymre sig om at reducere lønomkostninger med automatisering.
Af disse grunde kan den samme størrelse lithiumthionylchlorid-celle tilbyde dobbelt så mange watt-timer til halv pris sammenlignet med andre teknologier pr. enhed.
Ulemper ved lithiumthionylchloridbatteri
Følgende er et par ulemper ved lithiumthionylchlorid-batterier:
De kan lække ved kontakt med luft eller andre miljøvæsker
Katodeoxidfilmen på blybatteriet er ufleksibel og lækagesikker. Den forsegler ikke godt, fordi den er en porøs organisk pude, der indeholder polære væsker, der let tiltrækker snavs, støv og andre forurenende stoffer.
Når korrosionsangrebet fra en udefrakommende væske når dette punkt, kan den derfor trænge ind i batterihuset via passiv diffusion eller elektrokemisk penetration efterfulgt af aflejring på den negative plade, hvilket forårsager en elektrisk kortslutning.
De kan generere varme, som kan antænde giftigt materiale i nærheden af batteriet.
Lithiumthionylchlorid-batterier bruges i industrielle applikationer, normalt til nødstrømforsyninger. Hvis de ikke lukker korrekt ned, når de er ved slutningen af batteriets levetid (LTC'er overopheder ofte i slutningen af cyklussen), er der en mulighed for, at de kan generere varme, som kan antænde giftigt materiale i nærheden af batteriet.
Passivering
Litiumanoden i en LiSOCl2 Batteriet reagerer med elektrolytten. Som et resultat af denne kemiske reaktion dannes en beskyttende film af lithiumkloridkrystaller over lithiumanoden, hvilket hæmmer strømmen af ioner mellem batteriets anode og katode. Dette fænomen kaldes passivering af cellen, passiveringen af LiSOCl2 Batterier sikrer en ekstremt lav selvafladningshastighed under opbevaring.
Men det har også en ulempe: SpændingsforsinkelsePassiveringslaget over batteriets anode blokerer strømstrømmen og forårsager dermed et fald i driftsspændingen. Ved kontinuerlig drift eroderes passiveringslaget gradvist, så driftsspændingen stiger til sit normale niveau. Der kan dog opstå problemer, hvis et lithium-thionylkloridbatteri straks udsættes for høje afladningsstrømme efter en lang opbevaringsperiode. I dette tilfælde kan driftsspændingen endda falde til under afbrydelsesspændingen, hvilket skaber problemer for applikationen. Heldigvis er der en effektiv måde at forhindre dette på. Mange lithium-thionylkloridbatterier er udstyret med en "wake-up"-funktion. Dette er en kraftig kondensator, forbundet parallelt med batteriet for at kompensere for den indledende spændingsforsinkelse, fungerer de sammen som en kombination af batteri og kondensator.
Sidste ord
Lithiumthionylkloridbatterier anvendes i vid udstrækning i medicinsk udstyr, luftfart og andre applikationer. Batterierne har mange fordele, herunder deres fremragende sikkerhedsprofil, lange holdbarhed og er sikre at bruge i nærvær af luft. Så vælg lithiumthionylchlorid-batterier hvis du forventer disse utrolige funktioner!
