Bij primaire lithiumbatterijen bestaat er een natuurlijke afweging tussen twee soorten cellen: cellen die ontworpen zijn voor langdurig gebruik met een lage gebruiksfrequentie en lage zelfontlading; en cellen die geschikt zijn voor kortstondig gebruik met een hogere gebruiksfrequentie maar een hogere zelfontlading.
Spiraalvormige cellen hebben een groot gemeenschappelijk oppervlak tussen de anode en de kathode, waardoor ze een hoge stroomcapaciteit hebben. Bobinevormige cellen hebben een kleiner gemeenschappelijk anode/kathode-oppervlak, wat hun ontladingssnelheid beperkt, maar ook hun zelfontladingssnelheid. Bepaalde lithiumbatterijen, waaronder lithiumthionylchloride (LiSOCl2Batterijen met een spiraalvormige constructie, zoals lithiumsulfidedioxide (LiSOCl2) en lithiummangaandioxide (LiSOCl2), kunnen gedurende relatief korte perioden energie leveren met een hoge snelheid. Spiraalvormige LiSOCl2-cellen hebben elektroden met een groot oppervlak, wat hogere outputsnelheden mogelijk maakt. Het nadeel van een spiraalvormige constructie is echter een aanzienlijk hogere zelfontlading. Daarentegen hebben LiSOCl2-cellen van het spoeltype een veel kleiner elektrodeoppervlak, waardoor ze een lagere outputsnelheid en een lagere zelfontlading hebben.
Een eenvoudige analogie tussen deze twee soorten batterijen is een glas water van 240 ml (8 oz). Na verloop van tijd zorgt de grote opening van het glas ervoor dat het water sneller verdampt (hogere zelfontlading). Maar door de grotere opening kan het water er ook snel uitstromen (hogere output). De bredere opening levert direct energie in toepassingen die veel energie nodig hebben. Als je het water echter voor langere tijd wilt bewaren, wordt de bredere opening problematisch omdat het water dan sneller verdampt.
Een LiSOCl2-batterij van het spoeltype wordt gekenmerkt door een cilindrische kathode die omgeven is door anodemateriaal. Dit type batterijconstructie is eenvoudig te produceren, heeft een lage zelfontladingssnelheid en vereist geen veiligheidszekering.
Bepaalde LiSOCl2-cellen van het spoeltype zijn ontworpen om een gematigde ontladingssnelheid te leveren gedurende een relatief lange levensduur, met een lage jaarlijkse zelfontlading van 1 tot 2% per jaar. In opslag zouden deze batterijen in tien jaar tijd ongeveer 10-20% van hun oorspronkelijke capaciteit verbruiken. Deze prestatie is te vergelijken met een blikje frisdrank met een gematigde opening: de kleinere opening zorgt ervoor dat de frisdrank langzamer verdampt dan uit een groot glas, met als nadeel dat de vloeistof er niet zo snel uit kan stromen.
Geplaatst op: 27 oktober 2023
