Baterie cu litiu
O celulă cu litiu este o celulă galvanică de unică folosință (nereîncărcabilă) care utilizează litiu sau compușii săi ca anod . Catodul și electrolitul unei celule cu litiu pot fi de diferite tipuri, astfel încât termenul „celulă cu litiu” combină un grup de celule cu același material anodic.
În funcție de dimensiunea aleasă și de materialele chimice folosite, o baterie cu litiu poate produce fie 1,5 V (compatibilă cu celule alcaline ) fie 3 V. Bateriile cu litiu sunt utilizate pe scară largă în electronicele portabile moderne.
Istorie
Avantaje
Avantajele celulelor cu litiu includ [2] :
- mai puțin decât cel de argint și mercur, deficit;
- posibilitatea realizării unor elemente deosebit de plate (grosime 1-1,5 mm), permițând producerea de dispozitive deosebit de plate, precum ceasurile de mână;
- posibilitatea de a obține tensiuni de funcționare variate (1,5: 2,8; 3 și 3,5 V), care nu pot fi realizate în alte tipuri de celule galvanice;
- curenți de autodescărcare excepțional de mici și un grad ridicat de etanșeitate, care permite depozitarea celulelor cu litiu timp de 5-7 ani înainte de începerea funcționării fără a rupe etanșeitatea;
- capacitatea de a stoca și de a lucra într-o gamă largă de temperaturi negative și pozitive.
Procese chimice
| Tip de | Catod | Electrolit | Tensiune nominală | FEM fără sarcină | L*h/kg | W*h/l |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Li-MnO2 " CR" |
dioxid de mangan | Perclorat de litiu în solvent ( carbonat de propilenă , dimetoxietan ) [3] [4] [5] | 3 V | 3,3 V | 280 | 580 |
| Li-(CF) x "BR" |
fluorura de carbon | Tetrafluoroborat de litiu în carbonat de propilenă , dimetoxietan , gamma-butirolactonă | 3 V | 3,1 V | 360-500 | 1000 |
| Li-FeS 2 „FR” |
Disulfură de fier | carbonat de propilenă , dioxolan , dimetoxietan | 1,4-1,6V | 1,8 V | ||
| Li-SOCl 2 "E" |
Clorura de tionil | Tetracloraluminat de litiu în clorură de tionil | 3,5 V | 3,65 V | 500-700 | 1200 |
| Li - S02CI2 _ | Clorura de sulfuril | 3,7 V | 3,95 V | 330 | 720 | |
| LiSO2 _ | dioxid de sulf | bromură de litiu | 2,85 V | 3,0 V | 250 | 400 |
| Li-I 2 | iod | iodură de litiu [6] | 2,8 V | 3,1 V | ||
| Li - Ag2CrO4 _ | Cromat de argint | Perclorat de litiu | 3,1-2,6V | 3,45 V | ||
| Li - Ag2V4O11 , Li - SVO , Li- CSVO | Oxid de argint + oxid de vanadiu | Hexafluorofosfat de litiu sau hexafluoroarsenat de litiu în carbonat de propilenă cu dimetoxietan | ||||
| Li-CuO "GR" |
oxid de cupru | Perclorat de litiu în dioxolan | 1,5 V | 2,4 V | ||
| Li- Cu4O ( PO4 ) 2 | Oxifosfat de cupru | |||||
| Li-CuS | sulfură de cupru | 1,5 V | ||||
| Li-PbCuS | sulfură de plumb și sulfură de cupru | 1,5 V | 2,2 V | |||
| Li-FeS | sulfură de fier | Carbonat de propilenă , dioxolan , dimetoxietan | 1,5-1,2V | |||
| Li - Bi2Pb2O5 _ _ _ | bismutat de plumb | 1,5 V | 1,8 V | |||
| Li - Bi2O3 _ | Oxid de bismut | 1,5 V | 2,04 V | |||
| Li - V2O5 _ | Oxid de vanadiu | 3,3/2,4V | 3,4 V | 120/260 | 300/660 | |
| Li - CuCl2 | clorura de cupru | LiAlCI4 sau LiGaCI4 în S02 . _ | ||||
| Li/Al-MnO 2 "ML" | oxid de mangan | 3 V [7] | ||||
| Li / Al-V 2 O 5 , "VL" | Oxid de vanadiu | 3 V [8] | ||||
| Li-Se | Seleniu | 1,9 V [9] | ||||
| Li-aer | Carbon | 1800-660 [10] | 1600-600 [10] | |||
| Li-FePO 4 | ferofosfat de litiu | Carbonat de etilenă , carbonat de dimetil , perclorat de litiu | 3,0-3,2V | 3,2 V | 90-160 [11] [12] | 325 [12] |
Catod clorură de tionil
Ca un electrod pozitiv în așa-numitul. Bateriile cu clorură de litiu- tionil folosesc clorură de tionil . Procesul chimic în baterie:
Tensiunea bateriei noi este de 3,65 V, sfârșitul descărcării este de 3,0 V. Caracteristica de descărcare este plată, cu o scădere bruscă a tensiunii la sfârșitul capacității.
Aceste baterii se caracterizează prin densitate mare de energie (0,5 kWh/kg, 1,2 kWh/l), durată lungă de viață (peste 20 de ani, autodescărcare ~1%/an) și gamă largă de temperaturi (până la -80..+130). °C). [13] Cu toate acestea, utilizarea lor este limitată la aplicații profesionale din cauza toxicității conținutului și a riscului de distrugere explozivă atunci când este scurtcircuitat.
Bateriile de acest tip au tendința de pasivare - depunerea unei pelicule de clorură de litiu pe un electrod de litiu în timpul neîncărcării prelungite sau a unui consum redus de curent. În acest caz, rezistența internă a bateriei crește semnificativ. Când este încărcată, bateria își revine caracteristicile după un timp. [paisprezece]
Aplicație
Celulele cu litiu și-au găsit utilizare în dispozitive care impun baterii cu o durată lungă de viață, cum ar fi stimulatoarele cardiace și alte dispozitive medicale implantabile. Astfel de dispozitive pot funcționa autonom până la 15 ani. Utilizarea celulelor cu litiu în dispozitive cu o durată de viață scurtă nu este întotdeauna justificată. De exemplu, o celulă cu litiu poate dura mai mult decât jucăria pentru copii pentru care a fost achiziționată. Gama de aplicare a celulelor cu litiu este aproape aceeași cu utilizarea celulelor alcaline - acesta este un număr mare de dispozitive diferite, cum ar fi un ceas sau o cameră.
Dimensiuni
Celulele cu litiu mici („monede”) sunt adesea folosite în dispozitivele electronice portabile cu putere redusă (ceasuri, calculatoare) și în computere pentru a alimenta memoria și ceasurile CMOS volatile .
Vezi și
Note
- ↑ Energizer EA91 (Disulfură de litiu/fier (Li/FeS2)) Arhivat pe 12 iulie 2019 la Wayback Machine , descrierea oficială a producătorului.
- ↑ Varlamov R. G. Surse moderne de energie. Director. M.: DMK, 1998. - 192 p. ISBN 5-89818-010-9
- ↑ Fișă cu informații despre articol Duracell Duracell Primary Lithium Coin Cell (link indisponibil) (1 iulie 2015). Preluat la 2 ianuarie 2018. Arhivat din original la 3 ianuarie 2018.
- ↑ Energizer Energizer Fișă tehnică de siguranță a produsului, baterii cu dioxid de mangan litiu monedă/buton (link descendent) (1 ianuarie 2017). Preluat la 2 ianuarie 2018. Arhivat din original la 8 septembrie 2017.
- ↑ DongGuan TianQiu Enterprise Co., Ltd Fișă cu date de securitate a materialelor, Li-Mn Button Cell CR2025 (downlink) (1 ianuarie 2016). Preluat la 2 ianuarie 2018. Arhivat din original la 3 ianuarie 2018.
- ↑ Mallela, V.S.; Ilankumaran, V.; Rao, N.S. (2004). „Tendințe în bateriile stimulatoare cardiace” . Jurnalul indian de stimulare și electrofiziologie . 4 (4): 201-212. PMC 1502062 . PMID 16943934 .
- ↑ Componente electronice - Dispozitive industriale Panasonic (link inaccesibil) . www.panasonic.com _ Arhivat din original pe 13 noiembrie 2013.
- ↑ Componente electronice - Dispozitive industriale Panasonic (link inaccesibil) . www.panasonic.com _ Arhivat din original pe 25 noiembrie 2013.
- ↑ Eftekhari, Ali (2017). „Apariția bateriilor cu litiu-seleniu”. Energie durabilă și combustibili . 1 :14-29. DOI : 10.1039/C6SE00094K .
- ↑ 12 Christensen , J.; Albertus, P.; Sanchez-Carrera, R.S.; Lohman, T.; Kozinsky, B.; Liedtke, R.; Ahmed, J.; Kojic, A. (2012). „O revizuire critică a bateriilor Li∕Air”. Jurnalul Societății Electrochimice . 159 (2): R1. DOI : 10.1149/2.086202jes .
- ↑ Fosfat de fier de litiu, format mare (link indisponibil) . JCWinnie.biz (23 februarie 2008). Consultat la 24 aprilie 2012. Arhivat din original pe 18 noiembrie 2008.
- ↑ 12 Great Power Group, baterie litiu-ion pătrată . Preluat la 31 decembrie 2019. Arhivat din original la 3 august 2020.
- ↑ Totul despre baterii, Partea 7: Clorura de litiu tionil . Preluat la 1 octombrie 2020. Arhivat din original la 1 septembrie 2017.
- ↑ Caracteristicile de funcționare a bateriilor cu clorură de litiu-tionil (link inaccesibil) . Preluat la 1 octombrie 2020. Arhivat din original la 22 iulie 2019.