鋰亞硫酰氯(Li/SOCl2)電池化學(xué)原理

Li/SOCl2電池由鋰負(fù)極、碳正極和一種非水的SOCl2：LiAlCl4電解質(zhì)組成。亞硫酰氯既是電解質(zhì)，又是正極活性物質(zhì)。其他的電解質(zhì)鹽，例如LiAlCl4，在特殊設(shè)計(jì)的電池中使用過，但電解液配方不同，電極性能就不同。負(fù)極、正極和SOCl2的成分要根據(jù)電池預(yù)期獲得的性能，由制造商選定。

一般公認(rèn)的總反應(yīng)機(jī)理為：

4Li 2SOCl2→4LiCl S↓ SO2

硫和二氧化硫溶解在過量的亞硫酰氯電解液中，而且在放電期間，由于產(chǎn)生二氧化硫，會有一定程度的壓力產(chǎn)生。在貯存期間，鋰負(fù)極一經(jīng)與電解質(zhì)接觸，就與亞硫酰氯電解質(zhì)反應(yīng)生成LiCl，鋰負(fù)極即受到在其上面形成的LiCl膜的保護(hù)。這一鈍化膜有益于延長電池的貯存壽命，但在放電開始時(shí)會引起電壓滯后，在高溫下長期貯存后的電池，在低溫下放電，其電壓滯后現(xiàn)象尤其明顯。

電解質(zhì)低的冰點(diǎn)（—110℃）和高的沸點(diǎn)（78.8℃）使得電池能夠在一個(gè)寬廣的溫度范圍內(nèi)工作，隨著溫度的下降，電解質(zhì)的電導(dǎo)率只有輕微的減少。 Li/SOCl2電池在某些組分是有毒和易燃的，因此應(yīng)避免分解電池或?qū)⑴艢忾y已打開的電池和電池組分暴露到空氣中。

應(yīng)用Li/SOCl2電池是利用該系列的高比能量和長貯存壽命的優(yōu)點(diǎn)。小電流放電的圓柱形電池可作為CMOS存儲器、水、電等計(jì)量儀表和諸如高速公路過境自動(dòng)電子交費(fèi)系統(tǒng)（就是ETC系統(tǒng)，不過有一個(gè)更好的解決方案是用鋰錳的軟包電池代替）、程序邏輯控制器和無線安全報(bào)警系統(tǒng)等的無線電射頻識別（RFID）器的電源（此項(xiàng)方案可用3V鋰錳的扣式和軟包電池代替）。因?yàn)檫@些鋰電池的成本較高，同時(shí)這些電池的安全性依然受到特別的關(guān)注，而對其處理又有特別要求，因此在一般消費(fèi)市場上的應(yīng)用仍然受到限制。

下面是一些ABLE 鋰亞硫酰氯電池的應(yīng)用領(lǐng)域

檢測儀表

熱量計(jì)、自動(dòng)儀表讀數(shù)器AMR ---如水表氣表或電表等汽車試驗(yàn)場檢測儀地震測量儀石油鉆探檢測儀器資料記錄器工業(yè)儀表航空導(dǎo)航系統(tǒng)油泵表出租車計(jì)價(jià)器

計(jì)算機(jī)電池

專門設(shè)計(jì)的電池可為實(shí)時(shí)時(shí)鐘RTC 和文件配置提供電源廣泛應(yīng)用于各種個(gè)人計(jì)算機(jī)便攜式計(jì)算機(jī)手提電腦和筆記本個(gè)人計(jì)算機(jī)個(gè)人計(jì)算機(jī)的按鍵激活開關(guān)

電信

功能電話、商用電話系統(tǒng)電傳機(jī)無線尋呼系統(tǒng)編碼設(shè)備無線電選頻器

工業(yè)控制設(shè)備

生產(chǎn)程控 自動(dòng)生產(chǎn)線控制

安全系統(tǒng)

無線報(bào)警器、煙霧警報(bào)器、險(xiǎn)情按鈕、電子鎖和電子封蓋

搜索及營救設(shè)備

緊急位置指示器無線電信標(biāo)無線電險(xiǎn)情信標(biāo)緊急定位傳送器雪崩救援傳送器

監(jiān)控系統(tǒng)

高壓電線短路及超載指示器遠(yuǎn)程射頻控制設(shè)備夜視裝備

商用機(jī)械設(shè)備

現(xiàn)金收款機(jī)復(fù)印機(jī)地址打印機(jī)郵資計(jì)費(fèi)器自動(dòng)售賣機(jī)

物體辨別系統(tǒng)

農(nóng)場管理系統(tǒng)公共交通監(jiān)控系統(tǒng)汽車生產(chǎn)線控制系統(tǒng)交通流量控制系統(tǒng)自動(dòng)標(biāo)簽識別系統(tǒng)

科學(xué)檢測儀器

海洋水流測量表氣象浮標(biāo)氣球載無線電測空儀生物遙測儀

電子醫(yī)療設(shè)備

心電圖儀外部心臟起搏器氧氣流量計(jì)助聽器X 射線機(jī)械控制設(shè)備

娛樂電子設(shè)備

高保真無線調(diào)諧器 編程頻率調(diào)諧器彈子游戲機(jī):電子合成音響裝置

碳包式圓柱形電池

Li/SOCl2碳包式電池已符合ANSI標(biāo)準(zhǔn)的尺寸制成圓柱形。這些電池是為低、中等放電率放電設(shè)計(jì)的，不得高于C/100率放電，它們具有高比能量，例如，ABLE D型電池已3.5V的電壓釋放出19.0Ah的容量，與此相比，傳統(tǒng)的堿性鋅/二氧化錳電池已1.5V的電壓只能釋放出15Ah的容量。

（1）結(jié)構(gòu) 負(fù)極由鋰片制成，傾靠在不銹鋼外殼的內(nèi)壁上：隔膜有非編織玻璃絲布制成：正極由聚四氟乙烯粘結(jié)的炭黑組成，呈圓柱狀，有極高的孔隙率，并占據(jù)了電池的大部分體積。電池為氣體密封性結(jié)構(gòu)，而正極柱采用玻璃-金屬封接絕緣子。這些低自放電率電池可以裝一個(gè)安全閥，但也可以沒有安全閥，這由制造廠家根據(jù)電池結(jié)構(gòu)而定。

（2）性能 Li/SOCl2電池的開路電壓為3.65V；典型的工作電壓范圍在3.3～3.6V之間（至終止電壓3V）。圖給出了ABLE D型Li/SOCl2電池的典型放電曲線。在較寬廣的溫度范圍內(nèi)核低至中等放電率下放電，ABLE Li/SOCl2都具有平坦的放電曲線和優(yōu)良的性能，能在極高的溫度下很好的工作。

螺旋卷繞式圓柱形電池

使用螺旋卷繞式（以下簡稱卷繞式）電池結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是為了獲得中等到高放電率Li-SOCl2電池而設(shè)計(jì)的。這些電池主要是為了滿足軍用目的而設(shè)計(jì)的，如有大電流輸出和低溫工作等需要的場合。有同樣使用要求的工業(yè)領(lǐng)域也仍然在使用這類電池。

這類電池的典型結(jié)構(gòu)是這樣的：電池殼是由不銹鋼拉伸而成的；正極極柱使用耐腐蝕的玻璃-金屬封接緣子；電池蓋用激光封接或焊接以保證電池的完全密封。安全裝置，例如，泄露孔、熔斷絲或者PTC器件等都安裝在電池內(nèi)部以保護(hù)電池有內(nèi)部高氣壓和外部短路時(shí)電池結(jié)構(gòu)的安全。

這類電池在中等電流下放電性能相對于碳包式電極性能要更好以下。