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.
Avantajele celulelor cu litiu includ [2] :
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] |
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]
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.
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 .