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ボビン型とスパイラル型のLiClO2バッテリー

一次リチウム電池には、低い使用率と低い自己放電で長期間動作するように設計されたセルと、高い使用率だが自己放電が大きい短期動作を提供するセルの 2 種類のセルの間で自然なトレードオフが存在します。
スパイラル型セルは陽極と陰極の共通表面積が大きいため、高電流容量が得られます。ボビン型セルは陽極と陰極の共通表面積が小さいため、放電速度が制限されるだけでなく、自己放電速度も制限されます。塩化チオニルリチウム(LiSOCl2)化学構造を持つ、二酸化硫黄リチウムと二酸化マンガンリチウムを主成分とするLiSOCl2セルは、比較的短時間で高出力のエネルギーを供給できます。LiSOCl2セルは、スパイラル巻き構造の電極表面積が大きいため、高い出力が得られます。しかし、スパイラル巻き構造の欠点は、自己放電率が著しく高いことです。一方、ボビン型LiSOCl2セルは電極表面積がはるかに小さいため、出力と自己放電率が低くなります。
バッテリーセルの種類
これら2種類のバッテリーを簡単に例えると、8オンス(容量)のコップに入った水です。時間の経過とともに、コップの開口部が大きいため、水はより速く蒸発します(自己放電率が高い)。しかし、開口部が大きいほど、水は急速に排出されます(出力率が高い)。大量のエネルギーを必要とする用途では、開口部が広い方がすぐにエネルギーを供給できます。しかし、その水を長期間保持したい場合は、開口部が広いことが問題となり、水の蒸発が速くなります。

ボビン型LiSOCl2電池は、円筒形の正極とそれを囲む負極材料を特徴としています。この構造は製造が容易で、自己放電率が低く、安全ヒューズも不要です。
一部のボビン型LiSOCl2セルは、比較的長い動作寿命にわたって中程度の放電率を供給し、年間1~2%という低い自己放電率を実現するように設計されています。保管状態では、これらのバッテリーは10年間で初期容量の約10~20%を消費します。この性能は、適度な開口部を持つソーダ缶に似ています。開口部が小さいため、大きなグラスから注ぐよりもソーダの蒸発が遅くなりますが、その代償として、液体が流れ出にくくなります。


投稿日時: 2023年10月27日

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