Litiumtionyylikloridiakut ovat yksi uusimmista akkutyypeistä, joita on tullut markkinoille viime vuosina. Litiumtionyylikloridiakut tarjoavat monia etuja perinteisiin litiumioniakkuihin ja litiumpolymeeriakkuihin verrattuna, mutta niillä on myös joitakin haittoja.
Tässä artikkelissa käsittelemme sitä, mitä sinun on tiedettävä litiumtionyylikloridiakuista, jotta voit tehdä tietoon perustuvan päätöksen siitä, sopivatko ne sovellukseesi.
Mikä on litiumtionyylikloridiakku?
Litiumtionyylikloridiakut ovat eräänlainen märkäakkuNiissä on emäksinen elektrolyytti ja sulfonoitu tionyylikloridi negatiivisena elektrodina. Verrattuna kuivat solut, niillä on lisääntynyt teho ja kapasiteetti suurille nopeuksille. Elektrolyytti on yleensä laimennettua rikkihappoa, joka sisältää aktivaattorina kaliumhydroksidia.
Laboratoriossa litiumtionyylikloridiakkuja käytetään laitteiden, kuten sähkökemiallisten kennojen ja potentiostaattien, testaamiseen ja kalibrointiin. Niitä voidaan käyttää myös pienten instrumenttien, kuten ajastinten ja signaaligeneraattoreiden, virtalähteenä, jotka vaativat erittäin pieniä virtoja.
Mitkä ovat litiumtionyylikloridiakun yleisimmät käyttötarkoitukset?
Ilmailuteollisuus
Litiumtionyylikloridiakkujen yleisin käyttökohde on ilmailu- ja avaruusteollisuudessa. Niitä käytetään myös ilmailu- ja avaruusteollisuudessa pitkän säilyvyyden vuoksi.
Ajoneuvoteollisuus
Litiumtionyylikloridiakkuja käytetään sähköautoissa niiden korkean suorituskyvyn ja pitkän käyttöiän vuoksi. Litiumtionyylikloridiakkua käytetään myös etälaitteiden, kuten seismometrien, vedenalaisten antureiden, radiotelemetriajärjestelmien jne., virtalähteenä. Li-SOCl2:ta löytyy myös lentokoneiden korkeusmittareista, jotka toimivat mittaamalla ilmakehän paine-eroa lentokoneen nokan ja peräsimen välillä.
Lääketieteellinen teollisuus
Litiumtionyylikloridiakkujen jännite on erittäin korkea, minkä ansiosta niitä voidaan käyttää lääketieteellisissä laitteissa, kuten sydämentahdistimissa, defibrillaattoreissa jne. Niitä käytetään myös turvahälyttimissä, koska ne voidaan helposti integroida pieniin esineisiin, kuten kameroihin tai kytkimiin, joiden virrankulutus on erittäin alhainen. Lisäksi niitä käytetään myös kameroissa niiden pienen koon ja painon vuoksi.
Litiumtionyylikloridiakun edut
Niitä on saatavilla useissa eri kokoisina ja malleina
Litiumtionyylikloridiakkuja on saatavilla lukemattomissa eri kokoisina ja malleina. Sovelluksesi vaatimasta muunnelmasta riippumatta niiden ydinominaisuudet: korkea jännite, energiatiheys ja pitkä käyttöikä pysyvät vakioina.
”Puulatyyppinen” rakenne on vakiinnuttanut asemansa erittäin suosittuna menetelmänä näiden kennojen sijoittamiseen turvallisuusominaisuuksiensa ja erittäin pitkän käyttöikänsä ansiosta, jonka ansiosta ne voivat syöttää jopa 2 ampeerin virtoja.
Niillä on pidempi käyttöikä kuin nikkelimetallilla
Kyllä, litiumtionyylikloridiakkujen käyttöikä on pidempi kuin nikkelimetalliakkujen. Lisäksi niitä voidaan valmistaa halvemmalla. Tämä tekee niistä hyvän valinnan ihmisille, jotka haluavat minimoida akkuihin käyttämänsä rahan. Litiumtionyylikloridiakut voidaan myös kierrättää, koska ne sopivat yhteen monenlaisten materiaalien kanssa.
100% kierrätettävä ja ympäristöystävällinen
Litiumtionyylikloridiakut ovat kierrätettäviä ja ympäristöystävällisiä 100%. Ne voidaan kierrättää uusien akkujen valmistamiseksi. Paras tapa kierrättää litiumtionyylikloridiakut on toimittaa yrityksille, jotka ovat erikoistuneet litiumioni-kennojen kierrätykseen, koska niillä on tarvittava teknologia ja laitteet sekä ammattitaitoinen henkilöstö.
Ne säilyttävät suorituskykynsä lämpötilanvaihteluissa
Dentonissa sijaitsevan Pohjois-Texasin yliopiston kemian ja biokemian laitoksen tekemässä tutkimuksessa havaittiin, että tiheämmät Li-SOCl2-akkukennot kestivät suuria lämpötilan muutoksia ilman merkittäviä suorituskyvyn heikkenemisiä.
Oxfordin yliopisto teki kokeen, jossa akkukennojen saavuttamassa kapasiteetissa ei havaittu havaittavaa eroa edes 40 °C:n lämpötilanvaihteluiden jälkeen.
Litiumtionyylikloridiakut toimivat hyvin myös monissa muissa ympäristöolosuhteissa, kuten korkealla merenpinnasta, alhaisessa ilmanpaineessa ja äärimmäisessä kosteudessa.
Vähemmän myrkyllistä kuin nikkelimetalli hävitettäessä
Kemiallisena reaktiona käytettäessä nikkelimetalliakut vapauttavat vetykaasua ja litium-akut akkuhappoa, joka on paljon vähemmän haitallista. Lisäksi litiumtionyylikloridiakut ovat vähemmän myrkyllisiä hävitettäessä, koska ne eivät ole alttiita palamiselle.
Ne eivät syövy ja toimivat jopa lyhyen aikaa veden kanssa kosketuksissa oltuaan.
Litiumtionyylikloridiakut eivät korrodoi veden vaikutuksesta vain lyhyessä ajassa. Tämä johtuu siitä, että litiumtionyylikloridiakussa on kahdenlaisia eristeitä, jotka yhdessä auttavat estämään korroosiota.
Ensimmäinen tyyppi tunnetaan polypropeenioksidina, joka estää korroosiota tai kontaminaatiota joutumasta kosketuksiin akun elektrodien kanssa.
Toista tyyppiä kutsutaan polyvinylideenifluoridiksi, joka ei anna kosteuden kerääntyä akun ulkopuolelle sen jälkeen, kun se on ollut kosketuksissa veden kanssa lyhyen aikaa.
Sitä voidaan valmistaa useista eri materiaaleista, kuten hiilestä ja rikistä
Litiumtionyylikloridiakkuja voidaan valmistaa eri tavoin useista eri materiaaleista. Esimerkiksi akun elektrodit ovat usein hiili- tai rikkipohjaisia. Tietyt materiaalit voivat muuttaa akun ominaisuuksia sen käyttötarkoituksen mukaan.
Ne tarjoavat suuren energiatiheyden tilavuutta kohden.
Litiumioniakut (LIB), kuten litiumtionyylikloridiakut (LiSOCON, LiSOCl2), tarjoavat suuren energiatiheyden tilavuuteen ja painoon nähden.
Litiumtionyylikloridi on litiumioniakun muunnelma, jolla on luonnostaan alhaisempi johtavuus ja hitaampi kinetiikka kuin sen litiumkobolttioksidi- ja litiummangaanioksidiakuilla.
Tämä tarkoittaa, että LiSOCl2-kennot eivät osoita samoja itsepurkautumisnopeuksia kuin muilla kemikaaleilla valmistetut kennot. Tämän ongelman keskeinen etu on harvempi syklitys tuettujen järjestelmätason tehobudjettien saavuttamiseksi, pidempi kennojen käyttöikä ja pienempi riippuvuus ulkoisista valvontaelektroniikasta, kuten suojapiireistä jännitteen ohjaamiseksi tai virranrajoituslaitteista.
Niillä on hidas latauksen menetys, kun niitä ei käytetä
Litiumkemialla on hitaampi itsepurkautumisnopeus kuin muilla kemikaaleilla, mikä on yksi litiumin tarjoamista monista suorituskykyeduista.
Jos laitteesi ei kuluta paljon virtaa keskimääräisen viikon aikana (joissakin laitteissa alle 25%), se kestää pidempään yhdellä täydellä latauksella ja vaatii vähemmän lataussyklejä. Perinteisten sähkökemiallisten akkujen jatkuva lataaminen ja purkaminen johtaa niiden nopeampaan kulumiseen, mitä kutsutaan "muistivaikutukseksi".
Ne ovat edullisia verrattuna muihin saman kokoisiin akkuihin
Litiumtionyylikloridiakut ovat edullisia, koska niihin tarvitaan vain rikkihapon lisääminen elektrolyytin tuottamiseksi, jota voidaan varastoida erikseen astiassa.
Tämä on halvempaa kuin nikkeli-kadmium- ja nikkelimetallihydridiakut, jotka tyypillisesti tarvitsevat kalliin synteettisestä paperista tai muovista valmistetun akkuerottimen.
Alhaisten materiaalikustannusten ansiosta valmistajien on myös helpompi tuottaa suuria kennoeriä ilman huolta palkkakustannusten pienenemisestä automaation avulla.
Näistä syistä saman kokoinen litiumtionyylikloridikenno saattaa tarjota kaksinkertaisen määrän wattitunteja puoleen hintaan verrattuna muihin teknologioihin yksikkökohtaisesti.
Litiumtionyylikloridiakun haitat
Seuraavassa on muutamia litiumtionyylikloridiakkujen haittoja:
Ne voivat vuotaa joutuessaan kosketuksiin ilman tai muiden ympäristönesteiden kanssa
Lyijyakun katodioksidikalvo on joustamaton ja vuotamaton. Se ei tiivisty hyvin, koska se on huokoinen orgaaninen alusta, joka sisältää polaarisia nesteitä, jotka vetävät helposti puoleensa likaa, pölyä ja muita epäpuhtauksia.
Kun ulkoisesta ympäristönesteestä tuleva korroosio saavuttaa tämän pisteen, se voi tunkeutua akun kotelon sisäpuolelle passiivisen diffuusion tai sähkökemiallisen tunkeutumisen kautta ja kerrostua negatiiviselle levylle aiheuttaen sähköisen oikosulun.
Ne voivat tuottaa lämpöä, joka voi sytyttää myrkyllisiä aineita akun lähellä
Litiumtionyylikloridiakkuja käytetään teollisuudessa, yleensä varavirtalähteinä. Jos ne eivät sammu oikein akun käyttöiän loppuessa (pitkän aikavälin akkuparistot usein ylikuumenevat syklin lopussa), on mahdollista, että ne tuottavat lämpöä, joka voi sytyttää myrkyllisiä aineita akun lähellä.
Passivointi
LiSOCl:n litiumanodi2 akku reagoi elektrolyytin kanssa. Tämän kemiallisen reaktion seurauksena litiumkloridikiteistä koostuva suojaava kalvo muodostuu litiumanodin päälle, mikä estää ionien virtauksen akun anodin ja katodin välillä. Tätä ilmiötä kutsutaan kennon passivaatioksi. LiSOCl:n passivaatio2 akut takaavat erittäin alhaisen itsepurkautumisasteen varastoinnin aikana.
Mutta sillä on myös haittapuoli: Jännitteen viiveAkun anodin päällä oleva passivointikerros estää virran kulun ja aiheuttaa siten käyttöjännitteen laskun. Jatkuvassa käytössä passivointikerros kuluu vähitellen, jolloin käyttöjännite nousee normaalille tasolleen. Ongelmia voi kuitenkin ilmetä, jos litiumtionyylikloridiakku altistetaan välittömästi suurille purkausvirroille pitkän varastointijakson jälkeen. Tässä tapauksessa käyttöjännite voi jopa laskea katkaisujännitteen alapuolelle, mikä aiheuttaa ongelmia sovellukselle. Onneksi on olemassa yksi tehokas tapa estää tämä. Monissa litiumtionyylikloridiakuissa on "herätys"-toiminto. Tämä on tehokas kondensaattori, kytkettynä akkuun rinnan alkujännitteen viiveen kompensoimiseksi, ne toimivat yhdessä akun ja kondensaattorin yhdistelmä.
Loppusanat
Litiumtionyylikloridiakkuja käytetään laajalti lääketieteellisissä laitteissa, ilmailu- ja avaruustekniikassa sekä muissa sovelluksissa. Näillä akuilla on monia etuja, kuten erinomainen turvallisuusluokitus, pitkä säilyvyysaika ja turvallisuus käyttää ilman läsnä ollessa. Joten valitse... litiumtionyylikloridiakut jos odotat näitä uskomattomia ominaisuuksia!
