В сегменте первичных литиевых батарей существует естественный компромисс между двумя типами элементов: теми, которые предназначены для длительной работы с низкой интенсивностью использования и низким саморазрядом; и теми, которые обеспечивают кратковременную работу с более высокой интенсивностью использования, но более высоким саморазрядом.
Элементы со спиральной намоткой имеют большую общую площадь поверхности между анодом и катодом, что обеспечивает им высокую токовую способность. Элементы с катушкообразной намоткой имеют меньшую общую площадь поверхности анода/катода, что ограничивает скорость их разряда, а также скорость саморазряда. Некоторые литиевые батареи, включая батареи на основе тионилхлорида лития (LiSOCl2Электролитические элементы на основе LiSOCl2 со спиральной намоткой, содержащие диоксид лития-серы и диоксид лития-марганца, способны обеспечивать высокую скорость передачи энергии в течение относительно коротких периодов времени. Спирально намотанные элементы LiSOCl2 имеют электроды с большой площадью поверхности, что обеспечивает более высокую выходную мощность. Однако недостатком спирально намотанной конструкции является значительно более высокая скорость саморазряда. В отличие от них, элементы LiSOCl2 бобинного типа имеют гораздо меньшую площадь поверхности электрода, что обеспечивает более низкую выходную мощность и более низкую скорость саморазряда.
Простая аналогия между этими двумя типами батарей — это стакан воды объемом 8 унций (237 мл). Со временем большое отверстие стакана позволяет воде испаряться быстрее (более высокий саморазряд). Но большее отверстие позволяет воде быстро выливаться (более высокая скорость разряда). Более широкое отверстие обеспечивает немедленную подачу энергии в приложениях, требующих больших объемов энергии. Однако, если вы хотите сохранить воду в течение длительного времени, более широкое отверстие становится проблематичным, поскольку вода испаряется быстрее.
Литий-сернокислотный аккумулятор катушечного типа характеризуется цилиндрическим катодом, окруженным анодным материалом. Такая конструкция аккумулятора проста в изготовлении, имеет низкий уровень саморазряда и не требует предохранителя.
Некоторые литий-серные элементы на основе катушки были разработаны для обеспечения умеренной скорости разряда в течение относительно длительного срока службы с низким годовым уровнем саморазряда, составляющим от 1 до 2% в год. При хранении эти батареи за десять лет израсходуют примерно 10-20% своей первоначальной емкости. Такие характеристики можно сравнить с банкой газировки с умеренным отверстием — меньшее отверстие позволяет газировке испаряться медленнее, чем из большого стакана, но при этом жидкость не может выливаться так быстро.
Дата публикации: 27 октября 2023 г.
