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Passivierung ist ein interessantes natürliches Phänomen, das in Lithium-Thionylchlorid-Batterien (LiSO₂Cl₂) beobachtet wird! Wenn Lithiummetall mit dem Thionylchlorid-Elektrolyt (SOCl₂) in Berührung kommt, bildet sich auf der Oberfläche der negativen Lithiumelektrode eine dünne Schutzschicht. Diese Schicht, die hauptsächlich aus Lithiumchlorid (LiCl) besteht, bildet eine hochohmige Barriere, die eine kontinuierliche Reaktion zwischen Lithium und Elektrolyt verhindert. Ist es nicht faszinierend, wie dieser Prozess zur Aufrechterhaltung der Batterieleistung beiträgt?

Die Passivierung bietet einige hervorragende Vorteile, aber auch einige potenzielle Nachteile, die es zu berücksichtigen gilt:

Vorteile:

• Geringe Selbstentladung: Die Passivierungsschicht verlangsamt unerwünschte Nebenreaktionen zwischen Lithium und Elektrolyt und führt so zu einer beeindruckend niedrigen Selbstentladungsrate. Dadurch können LiSO₂Cl₂-Batterien viele Jahre, oft über 10 Jahre, gelagert werden, wobei der Großteil ihrer Kapazität erhalten bleibt.
• Lange Haltbarkeit: Aufgrund der geringen Selbstentladung können diese Batterien ihre Energie über einen längeren Zeitraum speichern, was ideal für die Langzeitlagerung ist.

Mögliche Nachteile:

• Spannungsverzögerung: Wenn sich eine passivierte Batterie entlädt – insbesondere nach Lagerung oder bei Hochstromimpulsen – muss der Strom zunächst die hochohmige Passivierungsschicht durchbrechen oder auflösen. Dadurch kann die Batteriespannung vorübergehend unter ihr normales Betriebsniveau fallen, bevor sie sich wieder erholt. Dieser Vorgang wird oft als „Spannungsverzögerung“ bezeichnet.

 Die Passivierung erfolgt auf natürliche Weise während der Lagerung. So brechen Sie die Passivierungsschicht effektiv auf und reduzieren die Spannungsverzögerung:

• Legen Sie eine kontinuierliche Belastung (Entladung) an die Batterie an. Dieser Stromfluss trägt dazu bei, die LiCl-Schicht zu zerstören oder aufzulösen.
• Die zum Aufbrechen der Passivierung erforderliche Belastungsdauer und -stärke kann von verschiedenen Faktoren abhängen, darunter Batteriegröße, Lagerdauer, Lagertemperatur und Grad der Passivierung. In der Regel sind höhere Ströme und längere Entladezeiten effektiver, um die Schicht aufzubrechen. Sobald diese Schicht aufgebrochen ist, steigt die Spannung auf das nominale Betriebsniveau der Batterie.

Überhaupt nicht! Die anfänglich niedrigere Spannung ist in der Regel nur ein Zeichen dafür, dass die Batterie „aufwacht“. Sie ist eine direkte Folge der erwähnten Schutzschicht (Passivierung). Die Batterie braucht einen Moment, um diese Schicht zu durchdringen, dann steigt die Spannung wieder auf ihr Normalniveau. Das ist ein Zeichen für eine gesunde, langlebige Batterie!

Das ist unterschiedlich! Es hängt von der Lagerdauer und -temperatur des Akkus sowie vom Stromverbrauch Ihres Geräts ab. Normalerweise dauert die vollständige Wiederherstellung nur wenige Sekunden oder Minuten bei Dauerbelastung. Bei Anwendungen mit geringem Stromverbrauch kann die vollständige Wiederherstellung etwas länger dauern.

Die Bildung der Passivierungsschicht während der Lagerung lässt sich zwar nicht verhindern (sie verleiht der Batterie ihre lange Lebensdauer!), man kann aber dazu beitragen, sie zu „durchbrechen“. Die gängigste Methode, die Batterie zu aktivieren und die Spannung zu erhöhen, ist die kurzzeitige Dauerbelastung. Die erforderliche Belastung hängt von der Batterie und der Anwendung ab.

Ja, absolut. Längere Lagerzeiten und höhere Lagertemperaturen können manchmal zu einer dickeren Passivierungsschicht führen, was zu einer etwas stärkeren Spannungsverzögerung bei der ersten Inbetriebnahme der Batterie führen kann. Die richtige Lagerung hilft, dies zu vermeiden.