Bij primaire lithiumbatterijen bestaat er een natuurlijke afweging tussen twee soorten cellen: enerzijds de cellen die ontworpen zijn om langdurig te werken met een lage gebruiksfrequentie en lage zelfontlading, en anderzijds de cellen die ontworpen zijn voor kortdurende werking met een hogere gebruiksfrequentie maar een hogere zelfontlading.
Spiraalgewonden cellen hebben een groot gemeenschappelijk oppervlak tussen de anode en de kathode, waardoor ze een hoge stroomcapaciteit hebben. Bobbin-type cellen hebben een kleiner gemeenschappelijk anode/kathode-oppervlak, wat hun ontladingssnelheid beperkt, maar ook hun zelfontladingssnelheid. Bepaalde lithiumbatterijen, waaronder lithiumthionylchloride (LiSOCl2) chemie met spiraalgewonden constructie, lithiumzwaveldioxide en lithiummangaandioxide, kunnen gedurende relatief korte perioden een hoge energie leveren. Spiraalgewonden LiSOCl2-cellen hebben elektroden met een groot oppervlak, wat hogere outputsnelheden mogelijk maakt. Het nadeel van spiraalgewonden constructies is echter een aanzienlijk hogere zelfontlading. LiSOCl2-cellen met een bobbin-constructie hebben daarentegen een veel kleiner elektrodeoppervlak, wat een lagere outputsnelheid en een lagere zelfontlading mogelijk maakt.
Een simpele vergelijking tussen deze twee soorten batterijen is een glas water van 237 ml (inhoud). Na verloop van tijd zorgt de grote opening ervoor dat het water sneller verdampt (hogere zelfontlading). Maar de grotere opening zorgt ervoor dat het water er snel uitstroomt (hogere output). De bredere opening levert direct energie in toepassingen die grote hoeveelheden energie nodig hebben. Wil je dat water echter langere tijd bewaren, dan wordt de bredere opening problematisch, waardoor het water sneller verdampt.
Een LiSOCl2-batterij met een spoelvormige constructie wordt gekenmerkt door een cilindervormige kathode omgeven door anodemateriaal. Deze batterijconstructie is eenvoudig te produceren, heeft een lage zelfontlading en heeft geen veiligheidszekering nodig.
Bepaalde LiSOCl2-batterijen met een spoel zijn ontworpen om een gematigde ontladingssnelheid te leveren gedurende een relatief lange levensduur, met een lage jaarlijkse zelfontlading van 1 tot 2%. Bij opslag zouden deze batterijen in tien jaar tijd ongeveer 10-20% van hun oorspronkelijke capaciteit verbruiken. Deze prestaties zijn vergelijkbaar met die van een blikje frisdrank met een gematigde opening: door de kleinere opening verdampt de frisdrank langzamer dan uit een groot glas, met als nadeel dat de vloeistof er minder snel uit kan stromen.
Plaatsingstijd: 27-10-2023
