Литий-тионилхлоридные элементы питания с жидкофазным катодом обладают лучшими удельными характеристиками по сравнению с другими литиевыми элементами (до 600 Втч/кг и 1100 Втч/дм3). Их используют в калькуляторах, часах, фотокамерах, в измерительных приборах, медицинском оборудовании и других устройствах. В течение долгих лет работы они сохраняют стабильность рабочего напряжения.
Давления в этом элементе нет, потому что большая часть SO2 исчезает в электролите. Рабочее напряжение литий-тионилхлоридных элементов 3,3-3,5В, но оно зависит от тока разряда. НРЦ – 3, 67В. Li/ SOCI2 работают при температурах от – 60 до + 85 C, некоторые способны работать до +130C. Тионилхлорид взрывоопасен по своей природе. Разработчики и технологи приложили много сил, чтобы сделать его безопасным в использовании.
Безопасность
Причины взрыва элементов Li/SOСl2, определяются соотношением емкостей электродов, концентрацией электролита и сепараторами. Глубокие разряды при больших плотностях тока опасны. Взрыв элемента питания могут вызвать дендриты лития и мелкодисперсный литий, которые появляются при перезаряде. В течении этой реакции мелкодисперсный литий, выходящий на катоде, может вступить в химическое соединение с электролитом, если присутствует уголь.
Элементы будут отдавать ёмкость меньше номинальной, если температура низкая (порядка -50 °С). Если после этого их переместить в отапливаемое помещение, то они продолжат разряжаться. В результате они могут перегреться из-за разложения промежуточных продуктов реакции, и даже могут взорваться.
Для безопасного использования в литий-тионилхлоридные элементы встраиваются предохранители, тепловые выключатели, аварийные клапаны, которые могут при необходимости сбросить газ.
Если вы решили сделать батарею из элементов питания, то примените внешнюю диодную защиту для каждого элемента. Эта защита должна работать только при разряде. Если элементы питания хранятся долго, то обратные токи включённых диодов могут привести батарею к выходу из строя.
Хранение
Хранить тионилхлоридные элементы можно до 10 лет при саморазряде 1,5-2 % в год при 20 °С. У элементов возможен провал напряжения при длительном хранении (эффект пассивации). При подключении нагрузки и протекании тока через элемент, напряжение восстанавливается через некоторое время. Однако, если при спаде напряжения батарея находится в условиях низкой температуры – спад будет увеличиваться.
Преимущества Li/SOСl2
· Максимальный ток разряда при низком значении саморазряда (1-2% в год и менее);
· Напряжение 3.6V. Могут питать напрямую или с помощью регуляторов устройства с номинальным напряжением до 3.3V;
· Высокая энергоёмкость;
· Диапазон рабочих температур от -55°С до +85°С;
· Выдерживает высокие нагрузки;
· Необслуживаемые;
· Срок службы - до 10 лет;
· Безопасны при возникновении пожара, потому что имеют негорючий электролит в составе.
Недостатки
Недостаток — цена. Высокая стоимость связана с тем, что их сложно изготавливать. У лития высокая химическая активность, поэтому его нужно изолировать от влияния окружающей среды. При разряде у элементов образуются газы, которым нужно обеспечить выход из корпуса. Важный фактор - необходимость монтажа терморезистора внутри корпуса батареи. Решение всех этих вопросов при изготовлении литий-тионилхлоридных батарей приводит к их высокой цене.