Definition, Erklärung und Funktionsweise der Lithium-Thionyl-Batterie

Was ist eine Lithium-Thionyl-Batterie?

Lithiumthionylchloridbatterie ist ein Zelltyp, der in die Kategorie der primären Lithiumbatteriemodifikationen fällt. Dies bedeutet, dass es sich um eine Version der Lithium-Ionen-Zelle handelt, die nicht wiederaufladbar ist. Diese Batterien werden aufgrund ihrer Eigenschaften in Bezug auf Spannung, Lebensdauer, Entladespannung und Temperaturbereich häufig in industriellen, medizinischen und Fernanwendungen verwendet. Sie werden auf zwei anerkannte Arten unter Verwendung von spiralförmig gewickelten und spulenartigen Konstruktionsmethoden hergestellt.

Lithiumthionylchlorid bietet seinen Anwendern mehrere Vorteile. Diese Funktionen sind in den Batterien vorinstalliert und umfassen:

• Höhere Lastspannung, die auch stabil ist

Lithiumthionylchloridzellen enthalten eine Leerlaufspannung von ca. 3,6 V.

• Ein nicht brennbarer Elektrolyt

Der in den Zellen verwendete Elektrolyt ist nicht brennbar, kann jedoch nach verschiedenen chemischen Reaktionen und Zersetzungen aufgrund von unsachgemäßer Handhabung eine Gefahr darstellen.

• Höhere Energiedichten

Diese Batterien haben aufgrund ihrer hohen Nennspannung von ca. 3,6 eine hohe Energiedichte. Die Zellen können bis zu 1220 Wh / L und 760 Wh / kg bei einer Kapazität von etwa 18,5 Ah bei einer Spannung von 3,6 V erreichen.

• Erstaunliche Entleerungskapazität

• Eine niedrige Selbstentladungsrate
  

Die Selbstentladungsrate für Lithiumthionylchlorid ist gering und beträgt weniger als etwa 1% pro Jahr nach Lagerung bei Raumtemperatur, wodurch die Lagerung über längere Zeiträume unterstützt wird.

• Edelstahlbehälter oder -gehäuse

• Eine hermetische Glas-Metall-Abdichtung
  

• Breiter Temperaturbereich
  

3,2 V 20 A Niedertemperatur-LiFePO4-Batteriezelle -40 ℃ 3 C Entladekapazität ≥ 70 % Ladetemperatur: -20 ~ 45 ℃ Entladetemperatur : -40 ~ + 55 ℃ Akupunkturtest bestehen -40 ℃ maximale Entladerate: 3 C

Weiterlesen

Die Batterien können bei Temperaturen von -55 ° C bis + 125 ° C betrieben werden. Für eine maximale Kapazität sind die Zellen für eine maximale Temperatur von ungefähr + 85 ° C ausgelegt, aber speziell modifizierte Zellen können diese Grenzen erweitern.

• Längere Lebensspanne

Aufgrund ihrer beispielhaft niedrigen jährlichen Selbstentladungsrate von weniger als 1% sind die Batterien bei Raumtemperatur über zehn Jahre haltbar.

Lithium-Thionyl-Batterien weisen ebenso wie jede andere lithium-batterie einige Nachteile auf, da sie auch Probleme hat, die nie gelöst wurden. Die Einschränkungen sind wie folgt:

Sicherheitsvorkehrungen

Die Batterie bietet hohe Energiedichten und enthält in ihrer Zusammensetzung gefährliche Materialien wie Lithium und Thionylchlorid. Wenn die Zellen unachtsam behandelt werden, ohne die richtigen Schutzrichtlinien zu beachten, kann dies zu physischen Schäden an der Batterie, Auslaufen, Überhitzung, Bränden, Explosionen und sogar zur Bildung giftiger Gase führen. Diese Effekte können den Körper des Benutzers und seine Umgebung ebenfalls verletzen. Man sollte sich daher immer an die richtigen Richtlinien für den Umgang mit und die Pflege ihrer Lithiumthionylchlorid-Batterien halten.

Spannungsverzögerung

Wenn die Batterien mit massivem Strom entladen werden, nachdem sie längere Zeit Durchschnitts- oder Standardtemperaturen ausgesetzt waren, fällt die Arbeitsspannung stark ab und kehrt dann allmählich zum Normalzustand zurück.

Hoher Preis

Lithiumthionylchlorid-Batterien sind für die Verbraucher nicht kostengünstig.

Umweltgefährlich

Bei der Herstellung wird das in den Zellen enthaltene Thionylchlorid in Hydrauliksäure und später unter Zusatz von Feuchtigkeit in Schwefeldioxid zersetzt. Die resultierende Verbindung ist sehr ätzend und kann hauptsächlich die Umwelt verschmutzen. Aus diesem Grund müssen Produktionsstätten für die Sicherheit der Arbeiter und der Umgebung gut belüftet sein.

Die verschiedenen Lithiumthionylchlorid-Anwendungen umfassen:

1. Desktops

2. Medizinische Ausrüstung
   

3. Elektronische Mauterhebungssysteme
   

4. FA-Instrumente
   

5. Stromzähler für Gas, Wasser oder Strom
   

6. PDAs
   

7. OA-Geräte wie Faxgeräte, Drucker und Kopierer usw.

Hohe Energiedichte bei niedriger Temperatur Robuster Laptop-Polymer-Akku Batteriespezifikation: 11,1 V 7800 mAh -40℃ 0,2C Entladekapazität ≥80% Staubdicht, sturzsicher, korrosionsbeständig, elektromagnetische Interferenz

Weiterlesen

Ist Lithiumthionylchlorid Lithium-Ion?

Ja, Lithiumthionylchlorid ist eine Modifikation von Lithiumionen. Im Gegensatz zu den wiederaufladbaren Lithium-Ionen-Zellen ist Lithiumthionylchlorid jedoch eine primäre nicht wiederaufladbare Batterie. Beide bestehen jedoch in ihrer Chemie aus Lithium und zeigen ähnliche Funktionen und Eigenschaften, die allen Lithiumzellen gemeinsam sind.

Wie funktioniert eine Lithium-Thionyl-Batterie?

Eine Li / SOCL2-Batterie oder vielmehr eine Lithiumthionylchloridzelle besteht aus einer Lithiumanode und einer Kohlenstoffkathode. Der Elektrolyt ist üblicherweise nicht wässrig und besteht aus einer Lithiumtetrachloraluminatverbindung. Das Thionylchlorid bildet sowohl den Elektrolyten als auch das Kathodenmaterial. Bei einem Überschuss des Thionylchlorid-Elektrolyten werden Schwefel und Schwefeldioxid gelöst, was zur akkumulation einer bestimmten Druckmenge führt. Wenn die Batterien gelagert werden, reagiert die Anode mit dem Elektrolyten unter Bildung von Lithiumchlorid bei Kontakt. Dieser Niederschlag ist wichtig, da er die Lagerfähigkeit der Zelle verlängert. Es verursacht jedoch auch eine Spannungsverzögerung zu Beginn des Entladevorgangs.

Lithium-Thionyl-Batterien weisen eine starke Spannungsverzögerung auf, die wiederum dazu führt, dass sich die Spannung innerhalb von Minuten wieder auf etwa 95% der Spitzenspannung erholt. Wenn die Batterien etwa zwei Jahre lang bei Raumtemperatur gehalten werden, führt der an der Anode gebildete LiCl-Niederschlag Lithiumchlorid zu mehreren Hochstrombremsen, die den Niederschlag abführen und die verlorene Arbeitsspannung wiederherstellen. Das gebildete Lithiumchlorid wird an der Kathode abgeschieden und blockiert so die Poren, die den effektiven Elektronentransfer zwischen den Elektroden verhindern. Während sich die Kathode in diesem Fall ausdehnen und somit eine größere Oberfläche für den Ionentransfer erzeugen soll, sind auch ihre Mikroporen blockiert, was zu einem Batterieausfall führt.

Lithiumthionylchlorid-Batterien, auch als Li / SOCL2 bekannt, werden normalerweise in einer Vielzahl unterschiedlicher Größen und Konfigurationen hergestellt. Unterschiedliche Batteriekapazitäten werden in unterschiedlichen Formen, Formen und chemischen Zusammensetzungen entworfen, um spezifische Anforderungen für ihre verschiedenen Anwendungen zu erfüllen. Das anfängliche Lithiumthionylchlorid-Batteriesystem enthielt einige Sicherheitsrisiken und Probleme mit der Spannungsverzögerung. Das Sicherheitsrisiko trat wahrscheinlich aufgrund der hohen Entladungsrate der Batterie und der Tendenz auf, dass sie überdurchschnittlich stark entladen wird.

Batterien mit niedrigen Entladeraten werden normalerweise zur Spannungssicherung des Speichers zusammen mit anderen Anwendungen verwendet, die eine lange Betriebs- oder Lebensdauer erfordern. Lithiumthionylchlorid wird normalerweise mit anderen Additiven gemischt, um verschiedene Spezifikationen und Leistungen verschiedener Batterien zu verbessern. Ein gutes Beispiel ist die Verwendung von massiven quadratischen Batterien, die bei militärischen Operationen als Notstromquelle für Notfälle eingesetzt werden. Li / SOCL2 besteht daher in der Konstruktion solcher Zellen, um längere Arbeitszeiten für solche Backup-Geräte bereitzustellen.

Fazit

Lithium-Thionyl-Batterien unterscheiden sich in ihren Anwendungen, da sie sowohl große als auch kleine Spannungsraten liefern können. Diese Eigenschaft macht sie in einer Vielzahl von Bereichen und für verschiedene Zwecke anwendbarer. Angesichts der vielen herausragenden Funktionen ist es nicht verwunderlich, dass die Zukunft eine günstige Möglichkeit für die Beiträge dieser Batterie bietet, sobald sie erfolgreich in die perfekte Zelle umgewandelt wurde.