Nel campo delle batterie primarie al litio, esiste un compromesso naturale tra due tipi di celle: quelle progettate per funzionare a lungo termine con un basso tasso di utilizzo e una bassa autoscarica; e quelle che offrono un funzionamento a breve termine con un tasso di utilizzo più elevato ma anche una maggiore autoscarica.
Le celle a spirale hanno una grande superficie comune tra anodo e catodo, che conferisce loro un'elevata capacità di corrente. Le celle a bobina hanno una superficie comune anodo/catodo minore, il che limita la loro velocità di scarica, ma limita anche la loro velocità di autoscarica. Alcune batterie al litio, tra cui il cloruro di tionile di litio (LiSOCl2Le celle a base di LiSOCl2 con struttura a spirale, litio solfuro di diossido e litio manganese diossido, possono erogare energia ad alta velocità per periodi relativamente brevi. Le celle a spirale di LiSOCl2 hanno elettrodi con ampie superfici che supportano velocità di erogazione più elevate. Tuttavia, lo svantaggio della struttura a spirale è un tasso di autoscarica significativamente più elevato. Al contrario, le celle a bobina di LiSOCl2 presentano una superficie degli elettrodi molto inferiore, supportando una velocità di erogazione inferiore insieme a un tasso di autoscarica inferiore.
Un semplice paragone tra questi due tipi di batterie potrebbe essere un bicchiere d'acqua da 240 ml (8 once). Col tempo, l'ampia apertura del bicchiere permette all'acqua di evaporare più velocemente (maggiore autoscarica). Tuttavia, la stessa ampia apertura consente all'acqua di fuoriuscire rapidamente (maggiore velocità di erogazione). L'apertura più ampia fornisce energia immediatamente in applicazioni che richiedono grandi quantità di energia. Tuttavia, se si desidera conservare l'acqua per un periodo prolungato, l'apertura più ampia diventa problematica, poiché permette all'acqua di evaporare più rapidamente.
Una batteria al LiSOCl2 a forma di bobina è caratterizzata da un catodo cilindrico circondato da materiale anodico. Questo tipo di batteria è facile da produrre, ha un basso tasso di autoscarica e non necessita di fusibile di sicurezza.
Alcune celle LiSOCl2 a forma di bobina sono state progettate per fornire una velocità di scarica moderata per una durata operativa relativamente lunga, con un basso tasso di autoscarica annuale compreso tra l'1 e il 2%. In condizioni di stoccaggio, queste batterie consumerebbero circa il 10-20% della loro capacità iniziale in dieci anni. Questa prestazione è paragonabile a quella di una lattina di bibita con un'apertura di dimensioni moderate: l'apertura più piccola permette alla bibita di evaporare più lentamente rispetto a un bicchiere grande, con lo svantaggio che il liquido non può fuoriuscire con la stessa rapidità.
Data di pubblicazione: 27 ottobre 2023
