Литий-тионилхлоридные аккумуляторы: преимущества и недостатки

Литий-тионилхлоридные батареи — один из новейших типов батарей, появившихся на рынке в последние годы. Литий-тионилхлоридные батареи Они обладают множеством преимуществ перед традиционными литий-ионными и литий-полимерными батареями, но также имеют и некоторые недостатки.

В этой статье мы обсудим все, что вам нужно знать о литий-тионилхлоридных батареях, чтобы вы могли принять обоснованное решение о том, подходят ли они для ваших задач.

Что такое литий-тионилхлоридная батарея?

Литий-тионилхлоридные батареи — это тип жидкий аккумуляторОни имеют щелочной электролит и сульфированный тионилхлорид в качестве отрицательного электрода. По сравнению с сухие клеткиОни обладают повышенной производительностью и высокой скоростью разряда. В качестве электролита обычно используется разбавленная серная кислота, содержащая гидроксид калия в качестве активатора.

В лабораторных условиях литий-тионилхлоридные батареи используются для тестирования и калибровки оборудования, такого как электрохимические ячейки и потенциостаты. Они также могут применяться для питания небольших приборов, таких как таймеры и генераторы сигналов, требующие очень малых токов.

В каких областях применения используются литий-тионилхлоридные батареи?

Аэрокосмическая промышленность

Наиболее распространенное применение литий-тионилхлоридных аккумуляторов — в аэрокосмической отрасли. Они также используются в аэрокосмической отрасли благодаря длительному сроку хранения.

Автомобильная промышленность

Литий-тионилхлоридные батареи используются в электромобилях благодаря своей высокой производительности и длительному сроку службы. Литий-тионилхлоридные батареи также используются для питания дистанционно управляемых приборов, таких как сейсмометры, подводные преобразователи, системы радиотелеметрии и т. д. Li-SOCl2 также можно найти в авиационных высотомерах, которые работают, измеряя разницу атмосферного давления между носовой и хвостовой частью самолета.

Медицинская промышленность

Литий-тионилхлоридные батареи обладают очень высоким напряжением, что позволяет использовать их в медицинском оборудовании, таком как кардиостимуляторы, дефибрилляторы и т. д. Они также применяются в системах охранной сигнализации, поскольку легко интегрируются в небольшие устройства, такие как камеры или выключатели, с очень низким энергопотреблением. Кроме того, благодаря своим малым размерам и весу, они используются и в фотоаппаратах.

Преимущества литий-тионилхлоридных аккумуляторов

Они доступны в различных размерах и вариантах дизайна.

Литий-тионилхлоридные батареи выпускаются в самых разнообразных размерах и конструкциях. Независимо от требований вашего применения, основные характеристики: высокое напряжение, плотность энергии и длительный срок службы остаются неизменными.

Конструкция типа «катушка» зарекомендовала себя как чрезвычайно популярный способ размещения этих элементов питания благодаря своим функциям безопасности и очень длительному сроку службы, позволяющему им выдавать ток до 2 ампер.

Они имеют более длительный срок службы, чем никель.

Да, литий-тионилхлоридные батареи имеют более длительный срок службы, чем никелевые. Кроме того, их производство обходится дешевле. Это делает их хорошим выбором для тех, кто хочет минимизировать расходы на батареи. Литий-тионилхлоридные батареи также подлежат переработке благодаря своей совместимости с широким спектром материалов.

100% подлежит вторичной переработке и является экологически чистым материалом.

Литий-тионилхлоридные батареи соответствуют стандарту 100% и являются экологически чистыми. Их можно перерабатывать для создания новых батарей. Наилучший способ переработки литий-тионилхлоридных батарей — это обращение к компаниям, специализирующимся на переработке литий-ионных элементов, поскольку они обладают необходимыми технологиями и оборудованием, а также квалифицированным персоналом.

Они сохраняют свои рабочие характеристики при колебаниях температуры.

Исследование, проведенное кафедрой химии и биохимии Университета Северного Техаса в Дентоне, показало, что литий-сернокислотные аккумуляторные элементы с более высокой плотностью ячеек способны выдерживать значительные перепады температуры без существенного снижения производительности.

В Оксфордском университете был проведен эксперимент, который не выявил заметной разницы в достигнутой емкости элементов батареи даже после воздействия колебаний температуры до 40 °C.

Литий-тионилхлоридные батареи также способны хорошо работать во многих других условиях окружающей среды, включая большую высоту, низкое атмосферное давление и экстремальную влажность.

Менее токсичен, чем никель, при утилизации.

При химической реакции никель-металлические батареи выделяют водород, а литиевые — аккумуляторную кислоту, которая гораздо менее вредна. Кроме того, литий-тионилхлоридные батареи менее токсичны при утилизации, поскольку не склонны к возгоранию.

Они не подвержены коррозии и продолжают работать даже после кратковременного контакта с водой.

Литий-тионилхлоридные батареи не подвержены коррозии под воздействием воды в течение короткого промежутка времени. Это объясняется тем, что в литий-тионилхлоридной батарее используются два основных типа изоляторов, которые работают вместе, предотвращая коррозию.

Первый тип известен как полипропиленоксид, который предотвращает коррозию или загрязнение электродов батареи.

Второй тип называется поливинилиденфторидом, который не позволяет влаге накапливаться на внешней поверхности батареи после кратковременного контакта с водой.

Его можно изготавливать из различных материалов, таких как углерод и сера.

Литий-тионилхлоридные батареи могут изготавливаться из различных материалов. Например, электроды в батарее часто изготавливаются из углерода или серы. Определенные материалы могут изменять свойства батареи в соответствии с ее назначением.

Они обеспечивают высокую плотность энергии на единицу объема.

Литий-ионные батареи (ЛИБ), такие как литий-тионилхлоридные батареи (LiSOCON, LiSOCl2), обеспечивают высокую плотность энергии на единицу объема и веса.

Тионилхлорид лития — это разновидность литий-ионной батареи, которая обладает изначально более низкой проводимостью и более медленной кинетикой, чем её аналоги — оксид кобальта лития и оксид марганца лития.

Это означает, что элементы на основе LiSOCl2 не демонстрируют таких же темпов саморазряда, как элементы с другими химическими составами. Ключевым преимуществом в решении этой проблемы является менее частое циклирование при поддерживаемых системных энергетических бюджетах, увеличение срока службы элементов и снижение зависимости от внешней контрольной электроники, такой как защитные цепи для управления устройствами ограничения напряжения или тока.

Они медленно теряют заряд, когда не используются.

Литийсодержащие батареи обладают более низкой скоростью саморазряда по сравнению с другими типами батарей, что является одним из многих преимуществ лития с точки зрения эксплуатационных характеристик.

Если ваше устройство потребляет мало заряда в течение средней недели (менее 251 TP3T на некоторых устройствах), оно прослужит дольше на одном полном заряде и потребует меньше циклов зарядки. Постоянная зарядка и разрядка традиционных электрохимических батарей приводит к их более быстрому износу, что называется «эффектом памяти».

По сравнению с другими батареями аналогичного размера, они недорогие.

Литий-тионилхлоридные батареи недороги, поскольку для получения электролита требуется лишь добавление серной кислоты, а сам электролит можно хранить отдельно в контейнере.

Это дешевле, чем никель-кадмиевые и никель-металлгидридные батареи, для которых обычно требуется дорогостоящий разделитель, изготовленный из синтетической бумаги или пластика.

Низкая стоимость материалов также облегчает производителям выпуск больших партий элементов без необходимости беспокоиться о сокращении затрат на оплату труда за счет автоматизации.

По этим причинам элемент на основе тионилхлорида лития того же размера может обеспечить вдвое больше ватт-часов при вдвое меньшей цене по сравнению с другими технологиями в пересчете на единицу продукции.

Недостатки литий-тионилхлоридных батарей

Ниже перечислены некоторые недостатки литий-тионилхлоридных батарей:

Они способны протекать при контакте с воздухом или другими жидкостями окружающей среды.

Оксидная пленка катода на свинцово-кислотном аккумуляторе неэластична и негерметична. Она плохо герметизирует, поскольку представляет собой пористую органическую прокладку, содержащую полярные жидкости, которые легко притягивают грязь, пыль и другие загрязнения.

Следовательно, когда коррозионное воздействие внешней среды достигает этой точки, оно может проникнуть внутрь корпуса батареи путем пассивной диффузии или электрохимического проникновения с последующим осаждением на отрицательной пластине, вызывая короткое замыкание.

Они могут выделять тепло, которое может воспламенить токсичные вещества вблизи батареи.

Литий-тионилхлоридные батареи используются в промышленности, обычно в качестве резервных источников питания. Если они не отключаются должным образом, когда срок их службы подходит к концу (литий-тионилхлоридные батареи часто перегреваются в конце цикла), то существует вероятность выделения тепла, которое может воспламенить токсичные вещества вблизи батареи.

Пассивация

Литиевый анод LiSOCl₂ Батарея реагирует с электролитом. В результате этой химической реакции на литиевом аноде образуется защитная пленка из кристаллов хлорида лития, препятствующая потоку ионов между анодом и катодом батареи. Это явление называется пассивацией элемента, например, пассивация LiSOCl.₂ Аккумуляторы обеспечивают чрезвычайно низкий уровень саморазряда во время хранения.

Но у этого есть и недостаток: Задержка напряженияПассивирующий слой на аноде батареи препятствует протеканию тока и, таким образом, вызывает падение рабочего напряжения. При непрерывной работе пассивирующий слой постепенно разрушается, поэтому рабочее напряжение повышается до нормального уровня. Однако проблемы могут возникнуть, если литий-тионилхлоридная батарея сразу после длительного хранения подвергается воздействию высоких разрядных токов. В этом случае рабочее напряжение может даже упасть ниже напряжения отсечки, что создаст проблемы для ее применения. К счастью, существует один эффективный способ предотвратить это. Многие литий-тионилхлоридные батареи оснащены функцией «пробуждения». Это мощный конденсаторПодключенные параллельно к батарее для компенсации начальной задержки напряжения, они работают вместе как комбинация батареи и конденсатора.

Заключительные слова

Литий-тионилхлоридные батареи широко используются в медицинском оборудовании, аэрокосмической отрасли и других областях. Эти твердотельные батареи обладают множеством преимуществ, включая отличную безопасность, длительный срок хранения и безопасность использования в присутствии воздуха. Поэтому выбирайте именно их. литий-тионилхлоридные батареи Если вы ожидаете этих невероятных функций!