Литиевые Батареи
Международная ассоциация воздушного транспорта (IATA) в своем “Руководящем документе по литиевым батареям IATA – 2017” утверждает, что термин “литиевая батарея” относится к семейству батарей с различной химией, включающих множество типов катодов и электролитов. Они разделяют эти батареи на: литий-металлические батареи и литий-ионные батареи. Литий-металлические батареи также называют первичными или не перезаряжаемыми батареями, а литий-ионные батареи обычно называют вторичными или перезаряжаемыми батареями.
Литиевые батареи и литиевые элементы
В Руководстве ООН по испытаниям и критериям технически батарея и элемент определяются следующим образом: Литиевая батарея – это два или более элемента, которые электрически соединены друг с другом и снабжены необходимыми для использования устройствами. Элемент означает один заключенный в оболочку электрохимический блок (один положительный и один отрицательный электрод), который демонстрирует разность напряжений на двух своих клеммах.
Литий-тионилхлоридные элементы
Литий-тионилхлоридный элемент (Li-SOCl2) относится к категории литий-металлических элементов или первичных (не перезаряжаемых). Это наиболее распространенный элемент, используемый в скважинной промышленности, со стабильным рабочим напряжением 3,67 В, высокой энергетической способностью, широким диапазоном рабочих температур и прочной конструкцией для высокой ударопрочности и виброустойчивости.
Компоненты тионилхлорида лития
•Литий-металлический анод (-): литий имеет самый высокий стандартный потенциал и электрохимическую эквивалентность среди металлов. Это делает его выдающимся вариантом для использования в качестве анода (электрода, отдающего электроны) в высокоэффективных батареях. Он также имеет лучшие механические характеристики и более низкую реакционную способность по сравнению с другими щелочными металлами.
• Углеродный катод (+): Пористый углеродный катод, изготовленный из ацетиленовых сажен с тефлоновой связью, который занимает большую часть объема батареи, поглощает электроны во время разряда, но именно тионилхлорид действует как активный материал катода.
• Электролит: Это активатор или электрический проводник, который заставляет электроны накапливаться в отрицательной клемме или аноде и течь, когда он соединен с положительной клеммой или катодом. В случае литий-тионилхлоридных элементов. Тионилхлорид используется в качестве электролита (и, как упоминалось ранее, также действует как активный катод). Другие литиевые батареи могут использовать сульфурилхлорид или полярные органические жидкости.
• Сепаратор: Сепаратор действует как изолятор для электронов. Он электрически изолирует электроды, но допускает движение ионов. В литиевых элементах основной функцией сепаратора батареи является предотвращение короткого замыкания, обеспечивая при этом ионный транспорт между положительным и отрицательным электродами. Наиболее часто используемым сепаратором для литиевых тионилхлоридных элементов является стекловолокно, стеклянный мат или фильтровальная бумага, но микропористые полипропиленовые мембраны используются в других типах первичных литиевых батарей. Сепаратор имеет форму металлического цилиндра и входит в состав углеродного катода.
Скорость разряда тионилхлорида лития
Литиевые батареи предназначены для обеспечения определенной скорости разряда в течение оптимального срока службы или для обеспечения противоположного, то есть высокой производительности за счет срока службы.
Конструкция с низкой скоростью разряда
Также известный как бобинный тип элемента. Литий-металлический анод в форме фольги помещается у внутренней стенки корпуса элемента. Такая конструкция обеспечивает низкий ток, обеспечивает длительный срок службы элемента и возможность аварийного обращения с этими элементами очень низка.
Конструкция со средней скоростью разряда
Эта конструкция для литиевых элементов имеет двойной анодный слой. Целью такого типа конструкции является увеличение поверхности анода. Эта конструкция обеспечивает более высокую скорость разряда.
Конструкция с высокой скоростью разряда
Ячейки с такой конструкцией обеспечивают самую высокую мощность и скорость разряда среди всех 3-х конструкций за счет большей площади анодно-катодной поверхности. В этой конструкции анод намотан по спиральной структуре.