Litiumtionylkloridbatterier: Fördelar och nackdelar

Litiumtionylkloridbatterier är en av de nyaste batterityperna som har kommit ut på marknaden de senaste åren. Litiumtionylkloridbatterier erbjuder många fördelar jämfört med traditionella litiumjon- och litiumpolymerbatterier, men de har också vissa nackdelar.

I den här artikeln kommer vi att diskutera vad du behöver veta om litiumtionylkloridbatterier så att du kan fatta ett välgrundat beslut om huruvida dessa är rätt för din tillämpning.

Vad är ett litiumtionylkloridbatteri?

Litiumtionylkloridbatterier är en typ av vått batteriDe har en alkalisk elektrolyt och en sulfonerad tionylklorid som negativ elektrod. I jämförelse med torra celler, de har ökad effekt och har en hög hastighetskapacitet. Elektrolyten är vanligtvis en utspädd svavelsyra som innehåller kaliumhydroxid som aktivator.

I laboratoriet används litiumtionylkloridbatterier för att testa och kalibrera utrustning som elektrokemiska celler och potentiostater. De kan också användas för att driva små instrument som timers och signalgeneratorer som kräver mycket låg strömstyrka.

Vilka är de vanliga användningsområdena för litiumtionylkloridbatterier?

Flygindustrin

Den vanligaste användningen av litiumtionylkloridbatterier är inom flygindustrin. De används även inom flygindustrin på grund av deras långa hållbarhet.

Fordonsindustrin

Litiumtionylkloridbatterier används i elbilar på grund av deras höga prestanda och långa livscykel. Litiumtionylkloridbatterier används också för att driva fjärrinstrument som seismometrar, undervattensgivare, radiotelemetrisystem etc. Li-SOCl2 kan också hittas i flygplanshöjdmätare som fungerar genom att mäta skillnaden i atmosfärstryck mellan nosen och stjärten på ett flygplan.

Medicinsk industri

Litiumtionylkloridbatterier har en mycket hög spänning vilket gör det möjligt att använda dem i medicinsk utrustning som pacemakers, defibrillatorer etc. De används också i säkerhetslarm eftersom de enkelt kan integreras i små föremål som kameror eller brytare som har en mycket låg strömförbrukning. Dessutom används de även i kameror på grund av sin lilla storlek och vikt.

Fördelar med litiumtionylkloridbatteri

De finns i många storlekar och utföranden

Litiumtionylkloridbatterier finns i en mängd olika storlekar och utföranden. Oavsett vilken variation din applikation kräver, förblir kärnegenskaperna: hög spänning, energitäthet och lång livslängd konstanta.

"Bobbin-typen"-konstruktionen har etablerat sig som en extremt populär metod för att hysa dessa celler tack vare dess säkerhetsfunktioner tillsammans med en mycket lång livslängd som gör att de kan leverera strömmar upp till 2 ampere.

De har en längre livslängd än nickelmetall

Ja, litiumtionylkloridbatterier har längre livslängd än nickelmetallbatterier. Dessutom kan de produceras till en lägre kostnad. Detta gör dem till ett bra val för personer som är intresserade av att minimera sina utgifter för batterier. Litiumtionylkloridbatterier kan också återvinnas tack vare deras kompatibilitet med en mängd olika material.

100% återvinningsbar och miljövänlig

Litiumtionylkloridbatterier är 100% återvinningsbara och miljövänliga. De kan återvinnas för att skapa nya batterier. Det bästa sättet att återvinna litiumtionylkloridbatterier är av företag som specialiserar sig på återvinning av litiumjonceller eftersom de har den teknik och utrustning som krävs samt skicklig personal.

De bibehåller sin prestanda även vid temperaturfluktuationer

En studie utförd av institutionen för kemi och biokemi vid University of North Texas i Denton fann att Li-SOCl2-battericeller med högre celltäthet kunde motstå stora temperaturförändringar utan betydande prestandaförsämringar.

Oxfords universitet genomförde ett experiment som inte resulterade i någon märkbar skillnad i battericellernas uppnådda kapacitet, inte ens efter att de utsattes för temperaturfluktuationer på 40 °C.

Litiumtionylkloridbatterier kan också prestera bra i många andra miljöförhållanden, inklusive hög höjd, lågt atmosfärstryck och extrem luftfuktighet.

Mindre giftigt än nickelmetall vid kassering

När nickelmetallbatterier används som en kemisk reaktion frigör de vätgas, och litiumbatterier frigör batterisyra, vilket är mycket mindre skadligt. Litiumtionylkloridbatterier är också mindre giftiga när de kasseras eftersom de inte är benägna att förbränna.

De korroderar inte och fungerar även efter en kort tids kontakt med vatten.

Litiumtionylkloridbatterier korroderas inte av vatten under en kort tidsperiod. Detta beror på att litiumtionylkloridbatteriet har två huvudtyper av isolatorer som samverkar för att förhindra korrosion.

Den första typen är känd som polypropylenoxid, vilket förhindrar att korrosion eller kontaminering kommer i kontakt med batteriets elektroder.

Den andra typen kallas polyvinylidenfluorid, som inte tillåter fukt att samlas på utsidan av batteriet efter att det har varit i kontakt med vatten under en kort tid.

Den kan tillverkas med en mängd olika material, såsom kol och svavel

Litiumtionylkloridbatterier kan tillverkas på olika sätt med en mängd olika material. Till exempel är elektroderna i ett batteri ofta kolbaserade eller svavelbaserade. Vissa material kan förändra ett batteris egenskaper för att passa dess tillämpning.

De ger hög energitäthet per volym.

Litiumjonbatterier (LIB) såsom litiumtionylkloridbatterier (LiSOCON, LiSOCl2) ger höga energitätheter per volym och vikt.

Litiumtionylklorid är en variant av litiumjonbatteriet som uppvisar lägre konduktivitet och långsammare kinetik än dess motsvarigheter litiumkoboltoxid och litiummanganoxid.

Det här innebär att LiSOCl2-celler inte uppvisar samma självurladdningshastighet som de med andra kemiska lösningar. Den största fördelen med detta problem är mindre frekvent cykling för stödda effektbudgetar på systemnivå, ökad celllivslängd och minskat beroende av extern övervakningselektronik, såsom skyddskretsar för att styra spänning eller strömbegränsande enheter.

De förlorar långsam laddning när de inte används

Litiumkemi har en långsammare självurladdningshastighet än andra kemiska förening, vilket är en av de många prestandafördelar som litium erbjuder.

Om din enhet inte använder mycket laddning under en genomsnittlig vecka (mindre än 25% på vissa enheter) kommer den att hålla längre på en enda full laddning och kräva färre laddningscykler. Den konstanta laddningen och urladdningen av traditionella elektrokemiska batterier leder till att de slits ut snabbare, något som kallas "minneseffekten".

De är billiga jämfört med andra batterier i samma storlek

Litiumtionylkloridbatterier är billiga eftersom de bara kräver tillsats av svavelsyra för att producera en elektrolyt, som kan förvaras separat i en behållare.

Detta är billigare än nickel-kadmium- och nickel-metallhydridbatterier, som vanligtvis behöver en dyr batteriseparator gjord av syntetiskt papper eller plast.

Den låga materialkostnaden gör det också enklare för tillverkare att producera stora partier av celler utan att behöva oroa sig för att minska lönekostnaderna med automatisering.

Av dessa skäl kan en litiumtionylkloridcell av samma storlek erbjuda dubbelt så många wattimmar till halva priset jämfört med andra tekniker per enhet.

Nackdelar med litiumtionylkloridbatteri

Följande är några nackdelar med litiumtionylkloridbatterier:

De kan läcka vid kontakt med luft eller andra miljövätskor

Katodoxidfilmen på blybatteriet är oflexibel och läckagesäker. Den tätar inte bra eftersom den är en porös organisk kudde som innehåller polära vätskor som lätt drar till sig smuts, damm och andra föroreningar.

När korrosionsangreppet från en yttre miljövätska når denna punkt kan den därför tränga in i batterihöljet genom passiv diffusion eller elektrokemisk penetration följt av avsättning på den negativa plattan, vilket orsakar en elektrisk kortslutning.

De kan generera värme som kan antända giftigt material nära batteriet.

Litiumtionylkloridbatterier används i industriella tillämpningar, vanligtvis för reservströmförsörjning. Om de inte stängs av ordentligt när de närmar sig slutet av batteriets livslängd (litiumtionylkloridbatterier överhettas ofta i slutet av cykeln), finns det en risk att de genererar värme som kan antända giftigt material nära batteriet.

Passivering

Litiumanoden i en LiSOCl₂ Batteriet reagerar med elektrolyten. Som ett resultat av denna kemiska reaktion bildas en skyddande film av litiumkloridkristaller över litiumanoden, vilket hindrar flödet av joner mellan batteriets anod och katod. Detta fenomen kallas passivering av cellen, Passiveringen av LiSOCl₂ batterier säkerställer en extremt låg självurladdningshastighet under förvaring.

Men det har också en nackdel: SpänningsfördröjningPassiveringsskiktet över batteriets anod hindrar strömflödet och orsakar därmed ett fall i driftspänningen. Vid kontinuerlig drift eroderas passiveringsskiktet gradvis, så driftspänningen stiger till sin normala nivå. Problem kan dock uppstå om ett litiumtionylkloridbatteri omedelbart utsätts för höga urladdningsströmmar efter en lång förvaringsperiod. I detta fall kan driftspänningen till och med sjunka under avstängningsspänningen, vilket skapar problem för applikationen. Lyckligtvis finns det ett effektivt sätt att förhindra detta. Många litiumtionylkloridbatterier är utrustade med en "väckningsfunktion". Detta är en kraftfull kondensator, parallellkopplade med batteriet för att kompensera för den initiala spänningsfördröjningen, arbetar de tillsammans som en batteri och kondensator kombination.

Slutord

Litiumtionylkloridbatterier används ofta inom medicinsk utrustning, flyg- och rymdteknik och andra tillämpningar. Batterierna har många fördelar, inklusive deras utmärkta säkerhetsdata, långa hållbarhet och är säkra att använda i närvaro av luft. Så satsa på litiumtionylkloridbatterier om du förväntar dig dessa otroliga funktioner!