Bei primären Lithiumbatterien gibt es einen natürlichen Kompromiss zwischen zwei Arten von Zellen: solchen, die für einen langfristigen Betrieb mit geringer Nutzungsrate und geringer Selbstentladung ausgelegt sind;und solche, die einen Kurzzeitbetrieb mit einer höheren Nutzungsrate, aber höherer Selbstentladung bieten.
Spiralgewickelte Zellen verfügen über eine große gemeinsame Oberfläche zwischen Anode und Kathode, was ihnen eine hohe Strombelastbarkeit verleiht.Spulenzellen haben eine geringere gemeinsame Anoden-/Kathodenoberfläche, was ihre Entladungsrate, aber auch ihre Selbstentladungsrate begrenzt.Bestimmte Lithiumbatterien, einschließlich Lithiumthionylchlorid (LiSOCl2) Chemie mit spiralförmiger Konstruktion, Lithium-Schwefeldioxid und Lithium-Mangandioxid, kann über relativ kurze Zeiträume Energie mit hoher Geschwindigkeit liefern.Spiralförmig gewickelte LiSOCl2-Zellen verfügen über Elektroden mit großen Oberflächen, die höhere Ausgangsraten ermöglichen.Der Nachteil der Spiralkonstruktion ist jedoch eine deutlich höhere Selbstentladungsrate.Im Gegensatz dazu verfügen LiSOCl2-Zellen vom Spulentyp über eine viel geringere Elektrodenoberfläche, was eine geringere Ausgangsleistung und eine geringere Selbstentladungsrate ermöglicht.
Eine einfache Analogie zwischen diesen beiden Batterietypen wäre eine 8-Unzen-Batterie.(Kapazität) Glas Wasser.Durch die große Öffnung des Glases kann das Wasser mit der Zeit schneller verdunsten (höhere Selbstentladung).Durch die größere Öffnung kann das Wasser jedoch schneller ausfließen (höhere Ausstoßrate).Die größere Öffnung sorgt bei Anwendungen, die große Energiemengen benötigen, für eine sofortige Energiezufuhr.Wenn Sie das Wasser jedoch über einen längeren Zeitraum aufbewahren möchten, wird die größere Öffnung problematisch, da das Wasser schneller verdunsten kann.
Eine LiSOCl2-Batterie im Spulentyp zeichnet sich durch eine zylindrische Kathode aus, die von Anodenmaterial umgeben ist.Diese Art der Batteriekonstruktion ist einfach herzustellen, weist eine geringe Selbstentladung auf und benötigt keine Sicherung.
Bestimmte LiSOCl2-Zellen vom Spulentyp wurden entwickelt, um über eine relativ lange Betriebsdauer eine moderate Entladungsrate mit einer geringen jährlichen Selbstentladungsrate von 1 bis 2 % pro Jahr zu liefern.Bei der Lagerung würden diese Batterien innerhalb von zehn Jahren etwa 10–20 % ihrer ursprünglichen Kapazität verbrauchen.Diese Leistung weist Analogien zu einer Limonadendose mit mittlerer Öffnung auf – durch die kleinere Öffnung verdunstet die Limonade langsamer als aus einem großen Glas, allerdings kann die Flüssigkeit nicht so schnell herausfließen.
Zeitpunkt der Veröffentlichung: 27. Okt. 2023
