提高鋰亞硫酰氯電池可靠性的方法研究

　　摘 要 研究了LiAlCl4 濃度、SO2 濃度及SO2 回流時(shí)間3 個(gè)因素對(duì)鋰亞硫酰氯電池電壓滯后的影響， 放電測(cè)試結(jié)果表明， 當(dāng)LiAlCl4 濃度為112 mol·L - 1 、SO2 質(zhì)量分?jǐn)?shù)為6 %、SO2 回流時(shí)間為3~5 h 時(shí)， 對(duì)消除電池電壓滯后有明顯效果。

　　鋰亞電池是近年來(lái)發(fā)展起來(lái)的新型化學(xué)電源， 除具有鋰電池的電壓高、能量大、放電平臺(tái)穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)而被廣泛應(yīng)用外， 還因其工作溫度范圍寬、貯存壽命長(zhǎng)而在某些特殊領(lǐng)域受到更多重視。

　　鋰亞硫酰氯電池雖然比其他幾種鋰電池商品化要晚，但已成為當(dāng)今世界上生產(chǎn)的主要鋰電系列。

　　由于目前鋰亞硫酰氯電池存在貯存后失效的問(wèn)題， 影響了電池的可靠性。本文將從電壓滯后方面來(lái)解決電池的可靠性問(wèn)題。通過(guò)在電解液中加入SO2 和選擇合適的LiAlCl4 含量， 對(duì)電池的可靠性進(jìn)行研究。

　　1  電池工作原理及電壓滯后原因

　　1.1  電池工作原理

　　鋰亞硫酰氯電池以金屬鋰為負(fù)極， 液態(tài)亞硫酰氯SOCl2 為正極活性物質(zhì)； 以多孔碳極為正極電催化載體及集流體； 以SOCl2 作溶劑， 溶解LiAlCl4鹽溶液為電解質(zhì)。電化學(xué)表達(dá)式為：

　　1.2  產(chǎn)生電壓滯后的原因

　　Li/ SOCl2 電池電壓滯后起因于鋰陽(yáng)極上鈍化膜（主要成分為L(zhǎng)iCl） 的形成。這種膜既有益又有害， 所謂有益， 是指電池貯存期保護(hù)鋰陽(yáng)極， 提高了它的貯存特性； 所謂有害， 是指電池啟動(dòng)時(shí)， 電壓滯后現(xiàn)象使放電平臺(tái)不再穩(wěn)定。隨著電池貯存時(shí)間的延長(zhǎng)或溫度的升高， 這層膜變得越來(lái)越厚， 使得電池放電初期Li + 穿透膜阻力加大， 降低了鋰亞硫酰氯的反應(yīng)速度， 導(dǎo)致起始電壓降低， 引起電壓滯后。

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