Литиевые элементы различных электрохимических систем
| Характеристики | Li/MnO2 | Li/SO2 | Li/SOCl2 | Li/CFx | Li/CuO | Li/I2 |
| НРЦ | 3,5 | 3,0 | 3,67 | 3,3 | 1,6 | 2,8 |
| Рабочее напряжение, В | 3,0 | 2,6-2,9 | 3,3-3,5 | - | 1,2-1,5 | - |
| Конечное напряжение, В | 2,0 | 2,2 | 2,2 | 2,0 | 0,9-1,0 | 2,2 |
| Удельная энергия: Весовая, Втч/кг Объемная, Втч/л | до 250 | 300-340 | до 600 | 250 | 300 | - |
| 500-560 | до 1100 | до 1000 | ||||
| Диапазон рабочих температур, °С | -20 - +55 | -60 - +70 | -50 - +70 (до 130) | -20 - +60 | -10 - +70 | -10 - +60 |
| Саморазряд, % в год | 2-2,5 | 1-2 | 1,5-2 | 1-2 | 1-2 |
Литиевые аккумуляторы в настоящее время в ряде областей техники успешно конкурируют с более дешевыми элементами с водным электролитом. Их применяют в часах, фотокамерах, калькуляторах, для защиты памяти интегральных схем, в измерительных приборах и медицинском оборудовании, мобильных телефонах и пр., где требуется высокая сохранность и постоянство рабочего напряжения в течение многих лет эксплуатации. Существуют и мощные источники тока, способные к отдаче импульсов большой энергии даже после 10-12 лет хранения. К герметизации литиевых источников питания предъявляются повышенные требования, так как должна быть исключена вероятность не только вытекания электролита, но и попадания внутрь воздуха и паров воды, из-за чего возникает угроза пожара или взрыва элемента. Высокая реактивность лития, воздействие влажности воздуха на состояние электродов и электролита определяют и повышенные сложности при производстве элементов, необходимость проведения технологических действий в герметичных блоках с атмосферой аргона и "сухих" помещениях.
Источники тока на базе системы литий/диоксид марганца (Li/MnO2)
Элементы Li/MnO2 с твердым катодом из диоксида марганца появились на рынке первичных литиевых источников тока одними из первых. В соответствии со стандартом МЭК в обозначении типа элемента Li/MnO2 присутствуют буквы CR. Атомы лития интеркалированы в углеродную матрицу. Суммарная токообразующая реакция для этой системы записывается в виде:
Li + Mn+4O2 « Mn+3O2 (Li+)
т.е. диоксид марганца восстанавливается из четырехвалентного до трехвалентного состояния с помощью лития, который внедряется в кристаллическую решетку конечного оксида. Электролит - перхлорат лития в смешанном органическом растворителе. Электрохимическую схему можно представить следующим образом:
LixC |LiClO4 (в орг.раст-ле)|Li+/MnO2
На аноде (при разряде ®) протекает процесс окисления атомов лития:
Li(C) « Li+ + e
На катоде – восстановление диоксида марганца (неточная схема процесса):
Mn+4O2 +е «Li+ Mn+3O2
Напряжение разомкнутой цепи (НРЦ) элемента Li/MnO2 - 3,5В, номинальное напряжение - 3В, хотя первоначальное напряжение при подключении нагрузки может быть и немного выше. Конечное напряжение - 2В. Рабочий диапазон температур как правило от -20 до +55 °С. Срок хранения - до 10 лет при саморазряде порядка 1% в год (и не более 2-2,5%).
Дата добавления: 2015-08-11; просмотров: 567;