Aufladen, Reagieren und Arbeiten der Lithium-Schwefeldioxid-Batterie

Sind Lithium-Schwefeldioxid-Batterien wiederaufladbar?

Nein, Lithium-Schwefeldioxid-Batterien sind nicht wiederaufladbar. Sie sind eine fortschrittliche Primärbatterietechnologie, die andere Arten von nicht wiederaufladbaren Zellen wie Alkalibatterien übertrifft. Lithium-Schwefeldioxid-Batterien sollten nicht mit Lithium-Schwefel-Zellen verwechselt werden. Letzteres, auch als Li-S bezeichnet, ist eine Art wiederaufladbarer Sekundärbatterie, die für ihre hohe spezifische Energie bekannt ist. Diese Art der Batterietechnologie ist relativ leicht und mit einer Dichte vergleichbar mit der von Wasser. Andererseits hat Lithium-Schwefeloxid die doppelte Spannung einer normalen Alkalibatterie, was bedeutet, dass Sie zwei Alkalizellen durch eine einzige Lithium-Schwefeldioxid-Batterie ersetzen können. Das einzige, was Sie wahrscheinlich ändern müssten, ist das Ändern des elektronischen Geräts oder das Zusammenbauen einer Dummy-Zelle, um den überschüssigen Speicherplatz auf dem Gadget auszugleichen.

Was passiert, wenn Schwefel mit Lithium reagiert?

Wenn Schwefel mit Lithium reagiert, bildet er einen löslichen Lithiumsulfidniederschlag. Die Reaktion wird zweckmäßigerweise in wasserfreiem Ammoniak durchgeführt, um effektivere Ergebnisse zu erzielen, und die Gleichung lautet wie folgt:

2 Li + S → Li2S

Wie funktioniert eine Lithium-Schwefeldioxid-Batterie?

Lithium, Schwefeldioxidbatterien, bestehen aus metallischem Lithium, dem leichtesten Metall, einer Anode und einer Flüssigkeitskathode, die aus einem porösen Kohlenstoffstromkollektor bestehen, der mit Schwefeldioxid (SO2) -Lösung als Elektrolyt gefüllt ist. Diese Batterien liefern eine Spannung von 2,8 V und haben hohe Energiedichten von etwa 250 Wh / kg sowie die Fähigkeit, wiederholte Hochleistungsbursts von bis zu 400 W / k bereitzustellen. Dies ist hauptsächlich auf die Spiralkonstruktion zurückzuführen und wird in vielen Anwendungen verwendet, denen dieser Zelltyp ausgesetzt ist.

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

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Hauptmerkmale von Lithium-Schwefeldioxid

Hohe Energiedichte

Ein einzelnes 'D'-Lithium-Schwefeldioxid kann etwa 21 Wh erzeugen, wenn eine Stromrate von 10 ° C geladen wird, die etwa 250 Wh / kg erzeugter Leistung entspricht. Um unter ähnlichen Bedingungen die gleiche Energiemenge bereitzustellen, wären mehr als zwei Alkalibatterien oder etwa 20 Zinkzellen erforderlich, was beweist, dass Lithium-Schwefeldioxid in Bezug auf die Leistungsdichte mehr auf den Tisch bringt.

Geringer Innenwiderstand

Eine Lithium-Schwefeldioxid-Batterie enthält eine gewickelte Plattenkonstruktion, die eine große Plattenoberfläche bereitstellt. Diese Eigenschaft ermöglicht es den Zellen, mit geringem Widerstand zu arbeiten und dennoch große Strommengen zu erzeugen. Der niedrige Widerstand dieser Batterien bleibt während ihrer gesamten Lebensdauer erhalten und steigt nur allmählich an, da sich die Batterie in ihren letzten Stadien des Abbaus zu befinden scheint. Dies macht eine solche Zelle sehr effizient und mit einer flachen Spannungskurve.

Flache Entladungskurve

Die Klemmenspannung einer Lithium-Schwefeldioxid-Batterie ist außergewöhnlich stabil, so dass sie bei hohen Entladeraten eine konstante Klemmenspannung bis zu den letzten 15% ihrer Batterielebensdauer aufrechterhalten kann. Bei niedrigeren Entladeraten kann die Klemmenspannung bis zu den letzten 5% der Batterielebensdauer nahezu konstant bleiben.

Sicher

Die Lithium-Schwefeldioxid-Batterie hat eine erstaunliche Sicherheitsbilanz und wurde seitdem von Militärbehörden für verschiedene Anwendungen übernommen.

Hohe Klemmenspannungen

Die Open-Cell-Spannung ohne angeschlossene Last beträgt ca. 3 V und fällt bei Anschluss an eine Last auf ca. 2,8 V ab. Bei hohen Entladungsraten bei kalten Temperaturen kann die Zellenspannung auf etwa 2,3 V abfallen.

Leicht

Sie wiegen nur etwa 85 g, da in ihrer Zusammensetzung leichte, aber hochreaktive Materialien verwendet werden. Die Anode aus Lithiummetall, die Kohlenstoffkathode und andere Schwefeldioxidreaktanten sind hinsichtlich ihres Energiegehalts extrem leichte Materialien. Eine Lithium-Schwefeldioxid-Batterie ist etwa halb so schwer wie eine Alkalizelle und erzeugt gleichzeitig doppelt so viel Strom.

Breiter Temperaturbereich

Die Lithium-Schwefeldioxid-Chemie kann einen weiten Temperaturbereich von etwa -60 ° C bis etwa 80 ° C tolerieren. Viele andere Batterietechnologien arbeiten bei Gefriertemperaturen schlecht und können auch ruiniert oder verschlechtert werden, wenn sie erhöhten Temperaturen ausgesetzt werden. Bei etwa -40 ° C können Lithium-Schwefeldioxid-Batterien etwa 50% ihrer Batteriekapazität behalten, wenn sie etwa 0,5 A liefern. Bei der Lieferung von 0,1 A kann es etwa 65% und 85% seiner Größe beibehalten, wenn es 0,01 A liefert.

Dies bedeutet, dass diese Zellen Wüstenhitze aufnehmen können und bei jahrelangem Betrieb immer noch hervorragende Leistungen erbringen. Standard-Alkalibatterien hingegen funktionieren nicht, wenn die Temperatur unter den Gefrierpunkt fällt, und führen auch zu einer verkürzten Haltbarkeit. Dies macht sie für den Betrieb bei kaltem Wetter sowie bei schwülen Bedingungen ungeeignet und wird sogar beschädigt, wenn sie unter solch extremen Bedingungen über einen längeren Zeitraum gelagert werden.

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

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Lange Haltbarkeit

Die Batterien haben eine lange Haltbarkeit von etwa zehn Jahren. Das Einzigartige an ihnen ist, dass sie für den gleichen Zeitraum bei Raumtemperatur gelagert werden können und dennoch etwa 70% ihrer Batteriekapazität behalten können. Die Haltbarkeit wird jedoch bei wesentlich erhöhten Temperaturen während der Lagerung auf etwa fünf Jahre reduziert. Die Chemie dieser Batterien ist ein fantastisches Merkmal, da sie bei längerer Lagerung bei sehr hohen Temperaturen eine passive Schicht bilden, die sich über der Anode bildet. Es ist bekannt, dass diese Schicht zur langen Haltbarkeit der Batterie beiträgt, da sie nach dem Betrieb der Zelle schnell verschwindet, aber dazu neigt, die Klemmenspannung der Zelle vorübergehend zu unterdrücken.

Einige der bedeutenden Anwendungen von Lithium-Schwefeldioxid umfassen:

• Herzdefibrillatoren

• Notrufsender
  

• Militärische Funkkommunikation
  

• Alarme und andere drahtlose Sicherheitsgeräte
  

• Elektronische Zähler
  

• Tracking-Geräte
  

• Professionelle Elektronik
  

Fazit

Wenn es darum geht, Primärzellen für verschiedene Anwendungen zu verwenden und zu vermarkten, für die keine Sekundärbatterien erforderlich sind, ist die Verwendung von Lithium-Schwefeldioxid-Zellen die beste Option. Diese Batterien haben im Vergleich zu anderen Primärzellen wie Alkali- und Kobalt- oder Zinkbatterien nachweislich eine erhebliche Energiemenge und können daher eine vertrauenswürdige Quelle für zuverlässige, aber verfügbare Energie sein. Damit diese Batterietechnologie Ihnen die in diesem Handbuch genannten maximalen Vorteile bietet, müssen Sie sie jedoch ordnungsgemäß pflegen und ordnungsgemäß verwenden.