Litiumbatteri

En litiumcell är en galvanisk  engångscell (ej laddningsbar) som använder litium eller dess föreningar som en anod . Katoden och elektrolyten i en litiumcell kan vara av olika typer, så termen "litiumcell" kombinerar en grupp celler med samma anodmaterial.

Beroende på den valda storleken och de kemiska materialen som används kan ett litiumbatteri producera antingen 1,5 V (kompatibelt med alkaliska celler ) eller 3 V. Litiumbatterier används ofta i modern bärbar elektronik.

Historik

Fördelar

Fördelarna med litiumceller inkluderar [2] :

Kemiska processer

Sorts Katod Elektrolyt Märkspänning obelastad emf W*h/kg W*h/l
Li-MnO 2
"CR" 		mangandioxid Litiumperklorat i lösningsmedel ( propylenkarbonat , dimetoxietan ) [3] [4] [5] 3 V 3,3V 280 580
Li-(CF) x
"BR" 		kolfluorid Litiumtetrafluorborat i propylenkarbonat , dimetoxietan , gamma-butyrolakton 3 V 3,1V 360-500 1000
Li-FeS 2
"FR" 		Järndisulfid propylenkarbonat , dioxolan , dimetoxietan 1,4-1,6V 1,8V
Li-SOCl2 "E "
 Tionylklorid Litiumtetrakloraluminat i tionylklorid 3,5V 3,65V 500-700 1200
Li - SO2Cl2 _ Sulfurylklorid 3,7V 3,95 V 330 720
LiSO2 _ Svaveldioxid litiumbromid 2,85V 3,0V 250 400
Li-I 2 jod litiumjodid [6] 2,8V 3,1V
Li-Ag 2 CrO 4 Silverkromat Litiumperklorat 3,1-2,6V 3,45 V
Li-Ag2V4O11 , Li - SVO , Li- CSVO Silveroxid + Vanadinoxid Litiumhexafluorfosfat eller litiumhexafluorarsenat i propylenkarbonat med dimetoxietan
Li-CuO
"GR" 		kopparoxid Litiumperklorat i dioxolan 1,5V 2,4 V
Li-Cu 4 O(PO 4 ) 2 Kopparoxifosfat
Li-CuS kopparsulfid 1,5V
Li-PbCuS Blysulfid och kopparsulfid 1,5V 2,2V
Li-FeS järnsulfid Propylenkarbonat , dioxolan , dimetoxietan 1,5-1,2V
Li - Bi2Pb2O5 _ _ _ blyvismutat 1,5V 1,8V
Li - Bi2O3 _ Vismutoxid 1,5V 2,04V
Li - V2O5 _ Vanadinoxid 3,3/2,4V 3,4 V 120/260 300/660
Li-CuCl 2 kopparklorid LiAlCl4 eller LiGaCl4 i SO2 . _
Li/Al-MnO 2 "ML" manganoxid 3 V [7]
Li/Al- V2O5 , " VL " Vanadinoxid 3 V [8]
Li-Se Selen 1,9 V [9]
Li-air Kol 1800-660 [10] 1600-600 [10]
Li-FePO 4 litiumferrofosfat Etenkarbonat , dimetylkarbonat , litiumperklorat 3,0-3,2V 3,2V 90-160 [11] [12] 325 [12]

Tionylkloridkatod

Som en positiv elektrod i den sk. litiumtionylkloridbatterier använder tionylklorid . Kemisk process i batteriet:

Spänningen på det nya batteriet är 3,65 V, slutet av urladdningen är 3,0 V. Urladdningskarakteristiken är platt med ett kraftigt spänningsfall i slutet av kapacitansen.

Dessa batterier kännetecknas av hög energitäthet (0,5 kWh/kg, 1,2 kWh/l), lång livslängd (över 20 år, självurladdning ~1%/år) och brett temperaturområde (upp till -80..+130) °C). [13] Deras användning är dock begränsad till professionella tillämpningar på grund av innehållets toxicitet och risken för explosiv förstörelse vid kortslutning.

Batterier av denna typ har en tendens till passivering - avsättning av en film av litiumklorid på en litiumelektrod under långvarig tomgång eller låg strömförbrukning. I det här fallet ökar batteriets inre motstånd avsevärt. När det är laddat återställer batteriet sina egenskaper efter ett tag. [fjorton]

Applikation

Litiumceller har funnits i apparater som ställer höga krav på batterier under lång livslängd, såsom pacemakers och andra implanterbara medicinska apparater. Sådana enheter kan fungera autonomt i upp till 15 år. Användningen av litiumceller i enheter med kort livslängd är inte alltid motiverad. Till exempel kan en litiumcell hålla längre än den barnleksak som den köptes för. Användningsområdet för litiumceller är nästan detsamma som användningen av alkaliska celler  - det här är ett stort antal olika enheter, såsom en klocka eller en kamera.

Dimensioner

Små ("mynt") litiumceller används ofta i bärbara elektroniska enheter med låg effekt (klockor, miniräknare) och i datorer för att driva flyktigt CMOS-minne och klockor .

Se även

Anteckningar

  1. ↑ Energizer EA91 (Lithium/Iron Disulfide (Li/FeS2)) Arkiverad 12 juli 2019 på Wayback Machine , tillverkarens officiella beskrivning.
  2. ↑ Varlamov R. G. Moderna kraftkällor. Katalog. M.: DMK, 1998. - 192 sid. ISBN 5-89818-010-9
  3. ↑ Duracell Duracell Primary Lithium Coin Cell Informationsblad (länk ej tillgänglig) (1 juli 2015). Hämtad 2 januari 2018. Arkiverad från originalet 3 januari 2018. 
  4. ↑ Energizer Energizer Produktsäkerhetsdatablad, Mynt/Knapp Lithium Manganese Dioxide Batteries (nedlänk) (1 januari 2017). Hämtad 2 januari 2018. Arkiverad från originalet 8 september 2017. 
  5. ↑ DongGuan TianQiu Enterprise Co., Ltd Materialsäkerhetsdatablad, Li-Mn Button Cell CR2025 (nedlänk) (1 januari 2016). Hämtad 2 januari 2018. Arkiverad från originalet 3 januari 2018. 
  6. ↑ Mallela, V.S.; Ilankumaran, V.; Rao, N.S. (2004). "Trender inom pacemakerbatterier" . Indian Pacing and Electrophysiology Journal . 4 (4): 201-212. PMC  1502062 . PMID  16943934 .
  7. ↑ Elektroniska komponenter - Panasonic Industrial Devices (otillgänglig länk) . www.panasonic.com _ Arkiverad från originalet den 13 november 2013. 
  8. ↑ Elektroniska komponenter - Panasonic Industrial Devices (otillgänglig länk) . www.panasonic.com _ Arkiverad från originalet den 25 november 2013. 
  9. ↑ Eftekhari, Ali (2017). "Uppkomsten av litium-selenbatterier". Hållbar energi och bränslen . 1 :14-29. DOI : 10.1039/C6SE00094K .
  10. ↑ 12 Christensen , J.; Albertus, P.; Sanchez-Carrera, R.S.; Lohman, T.; Kozinsky, B.; Liedtke, R.; Ahmed, J.; Kojic, A. (2012). "En kritisk granskning av Li∕Air-batterier". Journal of the Electrochemical Society . 159 (2): R1. DOI : 10.1149/2.086202jes .
  11. ↑ Storformat, litiumjärnfosfat (inte tillgänglig länk) . JCWinnie.biz (23 februari 2008). Hämtad 24 april 2012. Arkiverad från originalet 18 november 2008. 
  12. ↑ 12 Great Power Group, fyrkantigt litiumjonbatteri . Hämtad 31 december 2019. Arkiverad från originalet 3 augusti 2020.
  13. ↑ Allt om batterier, del 7: Lithium Thionyl Chloride . Hämtad 1 oktober 2020. Arkiverad från originalet 1 september 2017.
  14. ↑ Funktioner av litium-tionylkloridbatterier (otillgänglig länk) . Hämtad 1 oktober 2020. Arkiverad från originalet 22 juli 2019. 
 Kemiska strömkällor
Galvaniska celler
Elektriska batterier
bränsleceller
Modeller
Enhet