№4/2016/pasal 6

Litium sumber kimia terkini: beberapa fitur aplikasi

Sergey Mironov (KOMPEL)

Apakah mungkin menghitung muatan sisa sumber arus kimia (CHS)? Untuk aplikasi mana yang lebih disukai? litium ionil klorida baterai, dan untuk yang mana - litium mangan dioksida? Apa yang terjadi pasif, kenapa bisa terjadi dan bagaimana cara mengatasinya? Tentang semua ini dengan sebuah contoh sumber tenaga kimia litium produsen terbesar di dunia EMB Dan SAFT Artikel ini akan memberi tahu Anda.

Bersamaan dengan pesatnya perkembangan teknologi nirkabel, jumlah perangkat industri yang mengandung elemen galvanik berbasis lithium telah meningkat tajam (perangkat pengukur energi dan sensor kontrol dengan pengumpulan informasi jarak jauh, pelacak/navigator GPS, sistem keamanan mobil, sensor kebakaran dan keamanan, dll. .) . Hal ini dijelaskan oleh fakta bahwa dalam hal parameter energi, baterai ini jauh lebih unggul dibandingkan produk lain. tipe yang ada, seperti basa, perak, seng klorida. Perangkat industri, pada umumnya, dirancang untuk masa pakai yang lama dan beroperasi pada rentang suhu yang luas, dan karena alasan ini, sumber arus yang tercantum dalam banyak kasus tidak lagi menjadi pilihan terbaik. Mereka memiliki kepadatan energi yang rendah, self-discharge yang tinggi, umur simpan/masa pakai yang pendek, mereka tidak mentolerir suhu negatif (di bawah -20...-30°C), dan tegangannya sangat bergantung pada nilai energinya. kapasitas sisa. Oleh karena itu, dalam perangkat industri, yang paling populer adalah sumber arus kimia litium (LCC), yang tidak memiliki kelemahan seperti itu, atau dinyatakan lemah.

Sumber arus kimia litium memiliki kepadatan energi maksimum dan dicirikan oleh tegangan pengenal yang lebih tinggi dibandingkan jenis baterai lainnya. Tegangan sel litium galvanik, jika kita mempertimbangkan yang paling umum, memiliki nilai 2,9...3,6 V dibandingkan 1,2...1,5 V untuk jenis lainnya, sedangkan tegangan memiliki ketergantungan yang lemah pada derajat pelepasan ( Gambar 1). Oleh karena itu, di banyak perangkat Anda dapat bertahan hanya dengan satu elemen. Faktor tambahan yang berkontribusi terhadap meluasnya penggunaan LHIT adalah tren pengurangan biaya sebagai akibat dari perkembangan teknologi produksi.

Baterai litium volta dalam berbagai faktor bentuk (silinder, “tablet”, prisma) telah diproduksi dalam skala industri selama sekitar 25-30 tahun. Di pasaran Anda dapat menemukan sumber arus untuk banyak sistem elektrokimia, khususnya, di antara sumber arus primer (sel galvanik; baterai) adalah litium tionil klorida (Li-SOCl2), litium sulfur dioksida (Li-SO2), litium perak kromat (Li -Ag2CrO4), litium tembaga sulfida (Li-CuS), litium mangan dioksida (Li-MnO2), litium karbon monofluorida (Li-CFx) dan lain-lain. Beberapa dari sistem ini hanya dikenal di segmen khusus yang sempit, misalnya, dalam bidang kedokteran untuk digunakan pada alat pacu jantung atau produk militer khusus.

Pada pasar massal Di antara sumber arus utama, yang paling terkenal adalah litium-tionil klorida dan litium-mangan dioksida. Dengan mempertimbangkan fitur teknis, ekonomi dan operasional, sumber arus kimia yang benar-benar ideal untuk aplikasi apa pun belum ada. Kami hanya dapat berbicara tentang optimalitas parameter di setiap aplikasi spesifik.

Padahal LHIT dikeluarkan waktu yang lama dan cukup terkenal, namun ada beberapa ciri penggunaannya yang perlu mendapat perhatian serius. Mengabaikan fitur-fitur ini atau mengabaikannya sering kali mengarah pada fakta bahwa LHIT yang dipilih tidak memenuhi sumber daya yang dirancang, tidak dapat menyediakan arus pulsa yang diperlukan, dan tidak menahan tegangan; perangkat menolak untuk bekerja ketika elemen baru dipasang di dalamnya, atau setelah menunggu lama tiba-tiba tidak berfungsi, meskipun baterainya belum habis.

Semua fitur tersebut dapat dibagi menjadi fitur umum yang tidak bergantung pada sistem elektrokimia, tetapi berkaitan dengan kebenaran perhitungan awal dan kemampuan pengembang dalam membaca spesifikasi, serta fitur yang berhubungan langsung dengan sistem elektrokimia baterai.

Tabel 1 menunjukkan beberapa nilai tipikal parameter utama LHIT primer paling umum yang dihasilkan oleh EEMB dan SAFT. Parameter seperti biaya dan intensitas energi ditampilkan secara kondisional (dengan tanda bintang) semata-mata untuk tujuan perbandingan.

Tabel 1. Nilai tipikal parameter LHIT yang dihasilkan oleh EEMB dan SAFT

Seperti dapat dilihat dari tabel, litium-tionil klorida memiliki parameter teknis dan ekonomi terbaik di antara elemen silinder. Sistem elektrokimia jenis ini memiliki tegangan tertinggi, kapasitas energi terbaik, self-discharge terendah, dan biaya terendah (perbandingan antar produk dari pabrikan yang sama, tetapi tidak antar pabrikan). Berdasarkan sistem ini, Anda dapat menemukan baterai untuk hampir semua rentang suhu dengan tumpang tindih dari -60 hingga 150 ° C dan dengan arus pelepasan maksimum dari beberapa puluh miliampere hingga beberapa ampere (tergantung pada desain elemen - “reel ” (kapasitas tinggi) atau “spiral" "(daya tinggi) - dan dimensinya). Tampaknya ini adalah baterai yang ideal, tetapi tidak semuanya sesederhana itu. Jika kita memiliki ciri-ciri yang luar biasa, maka pasti akan terjadi sesuatu yang tidak terlalu menyenangkan.

DI DALAM dalam hal ini masalahnya terkait dengan efek pasivasi. Pada prinsipnya, semua sel litium-tionil klorida dari semua produsen memiliki efek pasivasi, namun pada beberapa sel lebih terasa, dan pada sel lain lebih lemah. Misalnya, pada produk pabrikan Perancis SAFT, efek ini kurang terasa dibandingkan dengan pabrikan EEMB atau lainnya. Di sisi lain, produk SAFT memiliki biaya yang jauh lebih tinggi. Selisih biayanya bisa mencapai 2,5...3 kali lipat.

Karena sebagian besar klaim terhadap unsur tionil klorida terkait dengan pasivasi, mari kita pertimbangkan efek ini secara lebih rinci. Mari kita segera perhatikan bahwa proses ini bersifat reversibel, dan elemen yang dipasivasi tidak cacat, tetapi harus didepassivasi (diaktifkan) sebelum digunakan. Cara melakukannya dijelaskan di bawah.

Efek pasivasi adalah terbentuknya lapisan isolasi (litium klorida) pada permukaan anoda litium selama proses produksi sel. Film ini terbentuk karena reaksi kimia yang terjadi selama perakitan suatu unsur. Film yang dihasilkan menghentikan reaksi kimia dan secara tajam mengurangi arus self-discharge, sebagai hasilnya kita memiliki elemen dengan umur simpan yang lama (hingga 15-20 tahun dalam kondisi normal) tanpa penurunan parameter. Tapi ada juga sisi negatif proses ini. Jika suatu beban yang memakan arus yang cukup besar dihubungkan ke elemen, maka pada saat awal akan terjadi tegangan rendah sekitar 2.3...2.7 V (dan bahkan lebih sedikit), meskipun pada pemalasan tegangannya akan normal 3,3...3,6 V. Hal ini disebabkan karena film yang dihasilkan memiliki konduktivitas yang rendah dan tidak dapat langsung runtuh sehingga menghalangi aliran arus.

Derajat pasivasi suatu elemen (ketebalan film) bergantung pada waktu dan kondisi penyimpanannya, serta mode pengoperasiannya. Semakin lama masa penyimpanan dan semakin tinggi suhu, semakin tebal lapisan filmnya. Manifestasi negatif yang signifikan dari efek pasivasi dimulai setelah 5-6 bulan penyimpanan dalam kondisi normal atau sebagai akibat dari penggunaan elemen dalam mode arus mikro dalam waktu lama (satuan mikroamp).

DI DALAM kehidupan nyata Seringkali ada perangkat yang beroperasi sebagian besar waktu dalam mode siaga (arus mikro) (misalnya, sensor). Perangkat mengonsumsi arus beberapa mikroamp atau puluhan mikroamp untuk waktu yang lama, dan setelah peristiwa tertentu terjadi, perangkat harus beralih ke mode konsumsi daya sedang atau tinggi. Dalam hal ini, jika baterai dipasang di perangkat setelah penyimpanan jangka panjang atau mode konsumsi mikro berlangsung sangat lama, peralihan ke mode konsumsi daya tinggi mungkin tidak terjadi. Elemen akan menghasilkan tegangan rendah dan perangkat tidak mau hidup.

Pengurangan tegangan mempunyai pengaruh yang lebih kecil pada perangkat dengan konsumsi arus rendah. Ketika beban seperti itu dihubungkan, tegangan pada elemen akan sedikit berkurang, dan perangkat akan bekerja, namun jika arusnya sangat kecil (beberapa mikroamp), maka proses pasivasi dapat dilanjutkan, dan pada titik tertentu pengoperasian elemen. perangkat akan menjadi tidak stabil.

Saat menghubungkan beban yang mengkonsumsi beberapa miliampere (beban rata-rata), tegangan akan turun, dan setelah beberapa saat akan pulih ke nilai normal. Hal ini dijelaskan oleh fakta bahwa ketika arus yang ditentukan dikonsumsi, film yang ada akan runtuh seiring waktu, dan arus yang terus mengalir atau mengalir pada interval waktu yang cukup singkat akan mencegah pembentukannya, dan perangkat akan beroperasi secara stabil.

Tegangan rendah pada elemen saat menghubungkan beban yang mengkonsumsi arus besar (puluhan miliampere) dapat mengganggu pengoperasiannya, atau tidak mau hidup. Mengganti elemen dengan yang baru (baru dibeli dan tidak digunakan) tidak akan memperbaiki situasi, tetapi memeriksa beban akan menunjukkan bahwa semuanya baik-baik saja dengan sirkuitnya.

Kasus serupa terjadi pada praktik penulis artikel. Saat bekerja di salah satu perusahaan, saya harus menyiapkan produk untuk produksi massal. Produknya terdiri dari beberapa perangkat individu, salah satunya memiliki kekhasan - mode operasinya berdenyut dengan konsumsi arus yang cukup besar (remote control). Sumber daya dalam produk ini adalah sel litium. Pada saat itu (awal tahun 90an), elemen seperti itu tidak terlalu umum, dan departemen pembelian membeli sejumlah produk dengan voltase yang sama. Elemen-elemen ini dipasang di perangkat, dan ternyata semua perangkat, yang telah diuji dan dikonfigurasi, mengalami penurunan jangkauan komunikasi yang tajam. Unsur-unsur tersebut dianggap telah disimpan lama dan kehilangan sebagian kapasitasnya (sebenarnya disimpan cukup lama). Kumpulan elemen lainnya (lebih "segar") telah dibeli - situasinya tidak membaik secara signifikan. Ketika mereka mulai menelitinya, ternyata unsur-unsur tersebut adalah tionil klorida dan memiliki efek pasivasi. Masalahnya diselesaikan dengan beberapa modifikasi sirkuit. Beberapa tambahan kapasitor elektrolitik sejajar dengan konektor daya. Pengaktifan pertama perangkat mulai terjadi karena sebagian energi terakumulasi dalam kapasitor, dan, pada saat yang sama, pulsa arus mendepassivasi elemen.

Sel litium-tionil klorida yang disimpan selama enam bulan atau lebih sebelum digunakan harus didekasivasi, yaitu lapisan insulasi litium klorida harus dihancurkan dengan pulsa arus. Gambar 2 menunjukkan grafik yang menjelaskan depassivasi sumber arus primer litium tionil klorida. Ada empat area pada grafik.

I : menunjukkan tegangan pada elemen dalam keadaan tanpa beban (idle; 3,6 V);

II: ketika beban dihubungkan pada waktu t0, terjadi pulsa arus, yang menyebabkan penurunan tajam tegangan pada elemen ke level 2,4 V.

III: bagian utama dari area film isolasi hancur dan tegangan pada elemen meningkat menjadi 3 V. Ketika tegangan mencapai 3,0 V dengan beban terhubung, depassivasi dianggap selesai.

IV: terjadi penghancuran lebih lanjut pada sisa area film dan tegangan secara bertahap meningkat ke nilai nominal.

Untuk mengaktifkan, dalam keadaan apa pun Anda tidak boleh melakukan hubungan arus pendek pada terminal baterai. Cara ini akan menyebabkan kegagalan elemen. Ada mode depassivasi yang diperbolehkan (saat ini dan waktu) yang direkomendasikan oleh pabrikan. Tabel 2 menunjukkan mode depassivasi untuk beberapa elemen EEMB.

Tabel 2. Mode depassivasi untuk LHIT yang dihasilkan oleh EEMB

» target=»_blank»>er-1″ style=»text-align: center; warna latar belakang: putih; lebar: 100%; keruntuhan perbatasan: keruntuhan; batas: #989DA7 2px padat;»>

Karena aliran arus menyebabkan rusaknya film dielektrik, untuk menghindari pasifnya elemen dalam perangkat yang beroperasi dalam mode siaga atau arus mikro dalam waktu lama, perlu disediakan algoritma untuk menyalakannya secara berkala. perangkat atau secara berkala menghubungkan beban tambahan ke baterai. Jika perangkat memiliki mikrokontroler, maka pengaturannya tidak sulit dan dapat dilakukan pada tingkat perangkat lunak. Jika karena alasan tertentu hal ini tidak memungkinkan, maka pelepasan elemen secara terus menerus dengan arus kecil harus dilakukan. Misalnya, untuk elemen yang sebelumnya tidak dipassifasi ER14505(tipe AA) pabrikan EEMB merekomendasikan arus pelepasan konstan sebesar 7...10 µA. Bagaimanapun, untuk perangkat yang beroperasi dalam mode arus mikro atau dalam mode pulsa dengan periode tunggu yang lama, Anda harus terlebih dahulu berkonsultasi dengan pabrikan atau perwakilannya untuk profil pelepasan mengenai pasivasi dan menerima rekomendasi tentang cara menghindarinya jika hal itu mungkin terjadi dengan perangkat tersebut. profil yang dipilih.

Keunikan perilaku elemen setelah depassivasi

Ada satu nuansa lagi yang terkait dengan pasivasi/depassivasi. Kebetulan mereka mencoba menguji elemen yang tidak dipasivasi dengan menghubungkan beban mendekati maksimumnya. Misalnya, jika spesifikasi menunjukkan arus konstan maksimum 200 mA, maka sambungkan beban yang sesuai dan, dengan mengamati pembacaan perangkat dalam mode pengukuran tegangan, lihat selama periode waktu tertentu penurunan tegangan secara bertahap sebesar beberapa persepuluh volt. . Berdasarkan hal ini, dapat disimpulkan bahwa elemen tersebut habis dan kapasitasnya tidak mencukupi. Namun, pemeriksaan selanjutnya menunjukkan bahwa hal ini tidak selalu terjadi.

Saat menghubungkan beban untuk jangka waktu yang lebih lama (15...20 menit), setelah tegangan turun, Anda dapat melihat peningkatan berikutnya menjadi 3,2 V dan bahkan lebih tinggi. Jika beban dialihkan dalam mode pulsa dengan arus maksimum untuk elemen yang dipilih, maka pada saat penyambungan terjadi sedikit penurunan tegangan, diikuti dengan pemulihan pada saat beban terputus, dan setelah beberapa waktu tertentu. switching tegangannya mempunyai nilai 3,2...3,3 V dan praktis tidak berubah. Pengujian pada arus yang beberapa kali lebih tinggi dari arus pengenal menunjukkan tegangan stabil 3,4 V dengan sedikit peningkatan menjadi 3,5 V.

Beberapa percobaan serupa telah dilakukan dengan berbagai unsur tionil klorida. Salah satu hasil percobaan ditunjukkan pada Gambar 3 dan 4. Dalam semua percobaan yang dilakukan, baterai memberikan kapasitas yang mendekati kapasitas yang seharusnya pada arus pelepasan yang dipilih dari elemen tertentu. Menurut informasi dari pabrikan, kapan habis DC, memiliki nilai yang sebanding dengan maksimum, kapasitas elemen dapat dikurangi hingga 40...50% dibandingkan dengan yang ditentukan dalam spesifikasi (Gambar 5). Untuk unsur-unsur yang ikut serta dalam percobaan (tiga unsur ER26500(EEMB) dan satu elemen LS26500(SAFT)) nilai arus Debit yang ditentukan dalam spesifikasi adalah 2 mA (EEMB) dan 4 mA (SAFT), dan arus pelepasan maksimum masing-masing adalah 200 mA dan 150 mA. Kapasitas elemen EEMB adalah 9,0 Ah (pada arus 2 mA), SAFT 7,7 Ah (pada arus 4 mA). Selain itu, elemen SAFT praktis baru dan belum mengalami depassivasi awal, sedangkan elemen EEMB memiliki umur simpan sekitar satu tahun dan sebelumnya telah didpassivasi sesuai dengan data pada Tabel 2.

Tentu saja, penurunan tegangan pada elemen 1 menjadi 1,7 V pada arus konstan maksimum jauh lebih rendah daripada tegangan pemutusan pada banyak perangkat, dan pada tegangan ini perangkat tidak berfungsi. Namun, hal ini harus diperhitungkan poin penting. Pada nilai saat ini yang dipilih, elemen/perangkat hanya akan bekerja selama satu hari, yang jumlahnya sangat sedikit. Hal ini menunjukkan bahwa pemakaian atau pengujian elemen dalam jangka panjang pada arus maksimum dalam banyak kasus tidak ada gunanya, karena dalam praktiknya mode seperti itu tidak digunakan (baterai pada perangkat harus diganti setiap hari).

Dalam praktiknya, mode pulsa atau mode pelepasan arus rendah lebih sering digunakan. Yakni, di bawah rezim seperti itu, elemen-elemen yang tidak memihak, yang pada awalnya bisa ditolak, berperilaku dapat diterima.

Hasil percobaan ini dapat dijelaskan oleh fakta bahwa pada depassivasi pertama elemen tersebut mungkin belum pulih sepenuhnya (awalnya terjadi pasivasi dalam). Dan pelepasan berikutnya memulihkannya sepenuhnya. Hanya ketika dikosongkan dengan arus yang meningkat, elemen tersebut sekali lagi melalui proses aktivasi, dan kami melihat ini, dan ketika dikosongkan arus pulsa atau arus yang relatif kecil (kurva 2), proses ini luput dari perhatian kita.

Hasil percobaan tidak berarti bahwa hal ini akan selalu terjadi. Banyak hal mungkin bergantung pada kumpulan elemen tertentu dan kondisi penyimpanannya. Namun akibat yang signifikan adalah semua baterai yang menurut data awal bisa dianggap mati, ternyata sudah terisi dayanya. Oleh karena itu, jika dalam praktiknya tidak memihak atau elemen baru ketika menghubungkan beban dengan arus mendekati nilai maksimum, pertama-tama akan terlihat penurunan tegangan, maka sebaiknya jangan langsung menolaknya, tetapi sebaiknya coba dikosongkan, perhatikan perilaku tegangannya, dan berdasarkan ini, membuat kesimpulan akhir, dengan mempertimbangkan algoritma pengoperasian perangkat yang dimaksudkan.

Kapasitas sel galvanik

Dalam praktiknya, pengembang dan pengguna selalu memiliki pertanyaan tentang kapasitas sebenarnya dari baterai galvanik. Kapasitas baterai beserta voltasenya adalah parameter terpenting. Penuh arti kapasitas nyata dan algoritme pengoperasian perangkat yang akurat, masa pakai perangkat atau kapan baterai perlu diganti akan selalu dapat diprediksi secara akurat. Ini sangat penting ketika menggunakan LHIT. Seperti dapat dilihat dari Gambar 1, sangat sulit untuk memprediksi waktu pelepasan suatu elemen dengan memantau tegangan, karena kurva pelepasannya datar. Dan tepat sebelum baterai habis, tegangan sel turun dengan cepat, dan Anda mungkin tidak punya waktu untuk mengganti baterai tepat waktu.

Apakah mungkin untuk secara akurat atau dengan tingkat akurasi yang memadai mengetahui sisa kapasitas baterai sebenarnya (tersedia setiap saat)? Sayangnya, Anda tidak bisa! Anda dapat mengetahui kapasitas pasti baterai hanya dengan mengosongkannya sepenuhnya, tetapi informasi ini tidak relevan lagi, karena elemen tersebut tidak dapat digunakan kembali. Bahkan jika kita melanjutkan dari fakta bahwa pabrikan tidak berbohong dan dengan jujur ​​​​menunjukkan kapasitas baterai dalam spesifikasi, dan perangkat menerapkan perhitungan energi yang dikonsumsi, maka bahkan dalam kasus ini tidak mungkin untuk memprediksi kapasitas sisa secara akurat. Mengapa? – Hal ini dapat dipahami jika kita memperhatikan grafik ketergantungan kapasitansi elemen terhadap arus pelepasan pada temperatur yang berbeda (Gambar 5).

Dari grafik tersebut dapat disimpulkan bahwa pada konsumsi arus yang berbeda, konstan suhu normal Kapasitas sel bervariasi dari 7,7 Ah hingga 3,9 Ah. Selain itu, harus diingat bahwa grafik tersebut diambil pada arus pelepasan kontinu yang konstan. Di perangkat yang berfungsi, mode seperti itu praktis tidak mungkin dilakukan. Biasanya, konsumsi perangkat saat ini bervariasi. Terkadang perangkat beroperasi pada arus yang rendah, bahkan kurang dari 1 mA (batasan pada grafik di atas), dan terkadang pada nilai arus yang berbeda, hingga maksimum. Selain itu, perangkat beroperasi pada rentang suhu yang luas, dan kapasitas elemen juga bergantung pada hal ini. Selain itu, pada nilai suhu tertentu, kapasitansi meningkat seiring dengan meningkatnya arus (70°C pada grafik), dan pada suhu tertentu kapasitansi menurun. Misalnya, jika suatu perangkat terus-menerus mengonsumsi arus sebesar 20 mA, maka pada kisaran suhu -40...70°C kapasitasnya akan berubah dari 3,4 Ah menjadi 7 Ah - baik menurun maupun meningkat. Dan omong-omong, tidak jelas pada suhu berapa kapasitansi mulai meningkat seiring dengan peningkatan arus. Pada grafik yang diberikan, suhunya adalah 70°C, dan mungkin karakter yang sama akan berada pada 60°C? Untuk mengetahui hal ini, Anda perlu menghapus kumpulan kurva dengan langkah yang sangat kecil, dan tetap manfaat praktis ini tidak akan berhasil.

Selain ketergantungan pada arus dan suhu, ada faktor tambahan, misalnya setelah pulsa arus, saat perangkat masuk ke mode konsumsi mikro, sebagian zat aktif Baterai dihabiskan untuk pasivasi (pembentukan film baru), dan semakin banyak pulsa, semakin banyak zat yang dihabiskan, dan karenanya energi. Meskipun perangkat, bersama dengan penghitungan energi, juga memiliki pengatur suhu untuk memasukkan faktor koreksi, tetap tidak mungkin menentukan sisa kapasitas baterai secara akurat. Oleh karena itu, ada yang namanya efisiensi (kecepatan) baterai.

Faktor pemanfaatan baterai menunjukkan bagian mana dari energi yang akan digunakan dan mana yang akan mengalami kerugian terkait dengan ketergantungan pada konsumsi arus, suhu, self-discharge, arus bocor pada papan sirkuit tercetak, pasivasi/depassivasi, kelembaban lingkungan (anehnya cukup) dan faktor lainnya. Pemakaian baterai selalu kurang dari 100%.

Produsen sumber tenaga kimia merekomendasikan penggunaan kira-kira nilai koefisien berikut:

• untuk perangkat arus tinggi ( arus rata-rata beberapa puluh mA) – sumber daya 3-6 bulan, hingga 95% dapat diambil dari baterai.
• untuk perangkat dengan konsumsi rata-rata (unit mA) - sumber daya 2-3 tahun, hingga 85-90% dapat diambil dari baterai
• untuk perangkat dengan konsumsi rendah (kurang dari 1 mA) - sumber daya 3-5 tahun, hingga 60-70% dapat diambil dari baterai
• untuk perangkat dengan konsumsi mikro (satuan dan puluhan μA) - sumber daya 5-10 tahun, tidak lebih dari 50-60% dapat diambil dari baterai.

Saat memilih sel galvanik, Anda harus fokus pada nilai saat ini yang menunjukkan kapasitasnya, dan memilih elemen di mana nilai ini akan lebih dekat dengan mode pengoperasian perangkat yang diinginkan, dengan mempertimbangkan parameter lainnya.

Contoh pemilihan jenis kimia sel galvanik

Dari Tabel 1 terlihat jelas bahwa yang paling menguntungkan dari segi ekonomi dan teknis adalah unsur tionil klorida. Menarik untuk melihat apakah ini berlaku untuk aplikasi apa pun? Mari kita lihat contoh sederhana. Misalkan kita memerlukan sel galvanik untuk memberi daya pada memori CMOS di perangkat. Konsumsi arus 5 µA, tegangan suplai 1,8...5,5 V, masa pakai 10 tahun (90 ribu jam). Misalkan arus bocor pada papan adalah 0,2 µA.

Mari kita pilih dulu unsur tionil klorida. Untuk mencegah elemen menjadi pasif di dalam perangkat, elemen tersebut harus dimuat terus-menerus agar jumlah arus lebih dari 10 µA. Mari kita ambil, dengan margin kecil, arus 12 μA. Kemudian, selama masa pakai yang diperlukan, elemen tersebut harus menghasilkan kapasitas 90.000 jam × 12 μA = 1,08 A · h. Dengan mempertimbangkan arus bocor (0,2 μA) dan self-discharge (1% per tahun), kami menemukan bahwa kapasitas yang dibutuhkan adalah 1,21 Ah. Mengingat tingkat pemanfaatan baterai (60%), kita sebaiknya memilih elemen dengan kapasitas minimal 2,01 Ah ER14505(2,4 Ah) berharga sekitar $1,77 (untuk volume pembelian tertentu).

Melakukan perhitungan serupa untuk sel litium-mangan dioksida, kami menemukan bahwa Anda perlu memilih elemen dengan kapasitas minimal 0,88 Ah. Di sini kami tidak lagi memperhitungkan arus depassivasi tambahan. Dengan asumsi faktor pemanfaatan baterai yang sama, kita dapat memilih suatu elemen

Contoh di atas menunjukkan bahwa dalam hal ini lebih menguntungkan menggunakan unsur yang didasarkan pada sistem elektrokimia litium-mangan dioksida, meskipun menurut data awal (Tabel 1) kurang menguntungkan. Hal ini terjadi karena ketika menggunakan sel litium-tionil klorida, kami terpaksa memasukkan kerugian tambahan untuk mencegah pasivasi elemen. Kerugian ini (arus 7 μA) pada dasarnya bahkan lebih besar dari arus suplai memori (5 μA). Dari sini kita dapat menyimpulkan bahwa unsur tionil klorida lebih menguntungkan untuk digunakan bila energi berguna yang dikonsumsi lebih besar daripada kerugian tambahan untuk mencegah pasivasi.

Kesimpulan

Ada berbagai macam produsen di pasar LHIT, yang dikenal luas dan tidak begitu terkenal. Biasanya, parameter yang ditentukan dalam spesifikasi pabrikan ini sangat mirip satu sama lain jika elemen dengan faktor bentuk dan tipe yang sama dipertimbangkan. Namun, biaya elemennya berbagai produsen mungkin berbeda beberapa kali. Berdasarkan pengalaman menggunakan elemen-elemen ini, kita dapat mengatakan bahwa jika elemen-elemen tersebut sering dioperasikan dalam kondisi normal dalam mode yang tidak jauh berbeda dari mode nominal, maka perilakunya akan serupa. Dalam hal ini, Anda dapat memilih elemen yang lebih murah, misalnya diproduksi oleh EEMB. Perusahaan ini telah hadir di pasar LHIT selama lebih dari 20 tahun, 15 tahun di antaranya pasar Rusia, dan dengan ulasan positif. Namun, jika perangkat harus beroperasi dalam mode yang mendekati batas dalam hal parameter kelistrikan dan kondisi pengoperasian, jika perangkat diharapkan beroperasi untuk waktu yang lama (lebih dari 10-12 tahun), terdapat peningkatan persyaratan untuk keandalan. dan keamanan perangkat, maka Anda harus memilih produk dari perusahaan tersebut, seperti SAFT. Perusahaan ini telah beroperasi di bidang LHIT selama lebih dari 50 tahun dan merupakan standar global yang diakui secara umum.

Properti karena litium.
Jenis baterai dengan elektroda positif terbuat dari berbagai macam bahan.
-Besi disulfida.
-Mangan dioksida.
-Thionil klorida.
-Belerang dioksida.
-Polimonofluorokarbon.
Depassivasi
Aturan penanganan dan tindakan pencegahan.

SIFAT-SIFAT AKIBAT LITHIUM

Baterai dengan elektroda negatif litium tersedia dalam wadah silinder, cakram, dan prismatik.

Produksi baterai litium dimulai pada tahun tujuh puluhan di beberapa negara. Hasil terbaik diperoleh dengan menggunakan litium dalam kombinasi dengan elektrolit padat dan organik. Penghapusan elektrolit berair memungkinkan peningkatan parameter operasional dan energi.

Ingot litium dalam bentuk sektor. Dalam kondisi normal, litium bereaksi dengan oksigen dan nitrogen di udara, menjadi tertutup lapisan film berwarna gelap.

Litium adalah logam lunak dan ulet, terletak pertama dalam rangkaian potensial elektroda. Potensi elektrodanya adalah 3,045 volt. Rincian lebih lanjut tentang potensial elektroda dijelaskan dalam artikel “Perbedaan potensial elektroda - kemungkinan pengoperasian baterai.” Hal ini memungkinkan terciptanya baterai dengan tegangan sekitar tiga volt, yang menyederhanakan penerapan catu daya untuk banyak perangkat. Satu baterai litium dapat menggantikan dua baterai alkaline atau saline. Tegangan baterai lithium 3 volt, bukan 1,5 volt biasa, selain kelebihan, juga memiliki kekurangan berupa beberapa fitur aplikasi. Baterai litium diproduksi dalam wadah standar, jadi dengan penampilannya perlu hati-hati memeriksa voltase baterai yang dipasang. Lithium adalah logam paling ringan. Baterai dengan elektroda litium sepertiga lebih ringan dibandingkan baterai alkaline. Secara kimia, litium sangat aktif. Sifat litium ini memungkinkan terciptanya sumber arus kimia dengan ukuran dan berat minimal. Keuntungan utama sumber arus litium adalah kepadatan energinya yang sangat tinggi, sehingga menjamin muatan yang besar. Hal ini memungkinkan baterai lithium memberikan masa pakai baterai paling lama dibandingkan dengan bahan kimia baterai lainnya. Salah satu kelebihan baterai jenis ini adalah pengoperasiannya pada suhu ekstrem.

Elektroda litium di semua elektrolit ditutupi dengan film pasif setebal beberapa nanometer. Film ini memiliki sifat elektrolit padat yang dapat menghantarkan ion litium. Pembentukan film mencegah reaksi spontan elektroda litium dengan elektrolit, sehingga sel litium memiliki self-discharge yang rendah. Pengurangan biaya adalah 1-2% per tahun. Umur simpan baterai litium adalah 10 tahun, dan beberapa jenis hingga lima belas tahun. Pada arus pelepasan yang berbeda, kapasitas baterai hampir tidak berubah. Pada awal pengoperasian baterai, disarankan untuk melakukan depassivasi, yang merusak lapisan film pada elektroda litium.

Kerugian dari baterai adalah tingginya harga karena litium yang digunakan, namun seiring berjalannya waktu konsumsi baterai jenis ini akan meningkat, dan seiring dengan meningkatnya penambangan dan pemrosesan litium, harganya akan turun. Sebagian besar litium ditambang di delapan negara.

Penambangan litium.

Volume cadangan litium di Rusia diperkirakan mencapai 1 juta ton. Lebih dari setengahnya terkonsentrasi di ladang wilayah Murmansk. Produsen litium dan garamnya di Rusia adalah Pabrik Konsentrat Kimia Novosibirsk dan Pabrik Kimia dan Metalurgi Krasnoyarsk.

Litium dapat menyebabkan luka bakar karena kelembapan yang terus-menerus ada pada kulit. Anda dapat bekerja dengan litium hanya dengan pakaian pelindung dan kacamata. Tingginya aktivitas litium mempersulit teknologi produksi baterai. Lithium hanya dapat disimpan di bawah lapisan minyak mineral. Untuk menghancurkan limbah litium, limbah tersebut diolah dengan etil alkohol.

Baterai lithium silinder menggunakan elektroda tipe pita. Keuntungan dari desain elektroda yang digulung: resistansi rendah dan pemanasan berkurang. Desain ini memungkinkan Anda untuk meningkatkan arus pengosongan baterai.

Elektroda yang digulung dari baterai litium silinder. Lithium foil digunakan untuk elektroda negatif.

Baterainya punya derajat tinggi kekencangan; untuk meningkatkan keselamatan operasional, desainnya mencakup katup yang mencegah peningkatan tekanan kritis. Produksi berlangsung dalam volume tertutup di atmosfer kering yang terdiri dari gas inert. Baterai ini tidak mengandung zat berbahaya yang ditemukan pada jenis lainnya. Tidak ada kandungan merkuri, kadmium atau timbal.

Digunakan di komputer, otomasi industri, peralatan medis, berbagai perangkat portabel dan perangkat genggam, jam tangan elektronik dan permainan, alat ukur, pengukur konsumsi gas, peralatan foto dan video, dan di banyak area lain yang memerlukan penyegelan dan pengoperasian baterai selama bertahun-tahun.

JENIS BATERAI DENGAN ELEKTRODA POSITIF TERBUAT DARI BAHAN BERBEDA

BESI DISULFIDA

DI DALAM beberapa tahun terakhir Ada peningkatan minat terhadap baterai litium yang memiliki elektroda positif padat yang terbuat dari besi disulfida FeS2 (pirit). Karena komposisi kimia baterai jenis ini, baterai ini memiliki tegangan 1,5 volt, tidak seperti sumber daya litium lainnya, sehingga dapat digunakan sebagai pengganti baterai air jenis lama. Saat habis, litium pada elektroda negatif berubah menjadi litium sulfida. Baterai silinder berisi elektroda dengan desain gulungan. Saat membuat elektroda positif, pirit alami, dihancurkan dan dicampur dengan grafit, ditempatkan pada konduktor film. Setelah memasang elektroda strip baterai ke dalam wadah baterai, elektroda tersebut diisi dengan elektrolit dan wadahnya disegel. Baterai dilengkapi termistor yang membatasi arus yang melalui baterai saat memanas. Masa pakai baterai adalah 15 tahun atau lebih. Performa tetap terjaga saat suhu turun hingga – 40 °C.

Baterai besi sulfida Energizer L91 dan arus pelepasannya 1 ampere pada suhu 21°C.

Baterai besi sulfida Duracell LF1500 dan arus pelepasannya 1 ampere pada suhu 21°C.

Baterai litium-besi disulfida dirancang untuk digunakan dalam mode arus pelepasan 0,5 ampere dan tersedia dalam wadah silinder dan cakram. Desain disk baterai lithium dijelaskan dalam artikel “Desain Baterai”.

MANGAN DIOKSIDA

Baterai lithium yang paling umum dan dipelajari adalah jenis yang memiliki elektroda positif padat yang terbuat dari mangan dioksida MnO2 yang diberi perlakuan panas. Sebagai hasil dari reaksi pelepasan, litium oksida terbentuk. Baterai jenis ini memiliki huruf CR pada namanya. Tegangannya 3 volt. Baterainya tetap beroperasi hingga sepuluh tahun, dapat mengalirkan arus tinggi dan memiliki kapasitas yang signifikan. Tipe ini termasuk baterai 9V Corundum yang terdiri dari tiga elemen.

Wadah baterai terbuat dari baja tahan karat. Membran yang memisahkan elektroda terbuat dari polipropilena.

Desain mangan dioksida Desain koil dioksida
baterai dengan elektroda spiral, baterai mangan, penyegelan, penyegelan tutup dengan cara digulung. tutup yang dilas dengan laser

Baterai dengan elektroda spiral memiliki tutup yang digulung atau dilas dengan laser, baterai tipe koil memiliki tutup yang dilas dengan laser.

Penutup baterai yang digulung. Penutup baterai dilas dengan laser.
Kisaran suhu Baterai beroperasi dalam kisaran tersebut
pengoperasian dari – 20 hingga 60 °C. suhu dari – 40 hingga 85 °C.

Untuk melindungi dari panas berlebih dan korsleting, desain baterai yang digulung berisi termistor dengan karakteristik suhu positif. Ketika dipanaskan, resistansinya sedikit meningkat, tetapi ketika suhu mencapai 85 °C, resistansinya meningkat tajam, yang menyebabkan penurunan arus yang melalui baterai ke nilai minimum.

Letak termistor pada desain kutub positif baterai.

Baterai jenis kumparan silinder direkomendasikan untuk digunakan pada perangkat dengan konsumsi rendah daya: 5 miliampere dengan konsumsi terus menerus dan 20 miliampere dalam mode berdenyut. Ini bisa berupa perangkat penyimpanan cadangan, jam, kalender, meteran air, meteran gas, elektronik otomotif. Baterai dengan elektroda spiral dirancang untuk konsumsi arus kontinu sebesar 1,5 ampere, dan dalam mode pulsa 4 ampere.

Baterai mangan dioksida Varta CR AA dengan desain koil dan pelepasan dengan beban berbagai resistansi pada suhu 21 °C.

TIONIL KLORIDA

Baterai Li/SOCl2 memiliki karakteristik spesifik terbaik. Tionil klorida adalah cairan yang sangat aktif secara kimia. Saat baterai habis, litium klorida, sulfur dioksida, dan sulfur akan terbentuk. Elektrolitnya adalah larutan tetrakloroaluminat dalam tionil klorida. Sulfur dioksida sebagian besar terlarut dalam elektrolit, sehingga tekanan di dalam baterai tidak meningkat. Komponen utama film pasif yang terbentuk pada elektroda litium adalah litium klorida. Bahan elektroda positifnya adalah karbon berpori yang diresapi tionil klorida, sehingga baterai jenis ini memiliki elektroda positif cair. Baterai tersedia dengan berbagai jenis kabel: aksial, pisau, kabel fleksibel. Berkat elektroda positif ini, baterai tionil klorida memilikinya nilai tertinggi kepadatan energi di antara baterai lithium. Misalnya, energi spesifik berat baterai berbentuk silinder dengan desain kumparan AA bisa mencapai 1000 watt-jam per liter. Tegangan baterai berkisar antara 3,3 hingga 3,6 volt, penyimpanan hingga 10 tahun dengan self-discharge 1,5...2% per tahun pada suhu 20°C. Baterai berdesain koil dirancang untuk beroperasi dalam mode arus rendah dan dimaksudkan untuk catu daya cadangan perangkat penyimpanan. Suhu pengoperasian dari – 55 hingga 85 °C, menggunakan elektrolit khusus dari – 50 hingga 150 °C. Pada suhu sekitar -50 °C, kapasitas menurun beberapa kali di bawah nilai nominal.

Elektroda negatif dibuat dengan mendepositkan litium pada permukaan bagian dalam wadah. Sebagian besar volume badan baterai ditempati oleh katoda berpori. Baterai dirancang untuk memberi daya pada perangkat dengan arus rendah untuk waktu yang lama.

Baterai tionil klorida desain koil EEMB ER14250 dan dikosongkan dengan berbagai arus pada suhu 21°C.

Baterai tionil klorida Desain koil Saft LS14500 dan dikosongkan dengan berbagai arus pada suhu 21°C.

Penggunaan elektroda strip yang dikemas dalam bentuk spiral memungkinkan penggunaan baterai dalam mode arus tinggi. Baterai berisi katup tekanan darurat dan sekering untuk melindungi dari beban berlebih.

Baterai Saft LSH 14 tionil klorida berisi desain spiral internal dan karakteristik pelepasan variabel pada 21 °C.

Baterai berperforma tinggi mengandung aluminium triklorida, yang melarutkan film litium klorida pasif pada elektroda negatif, tetapi hal ini mempercepat korosi pada litium.

Baterai digunakan dalam perangkat penyimpanan, alarm, penerangan, elektronik otomotif, dalam peralatan pengeboran, dalam pengukuran panas bumi, komunikasi radio dan banyak lainnya.

Setelah penyimpanan, depassivasi mungkin diperlukan. Jika, setelah dioperasikan dalam kondisi suhu yang sangat rendah, baterai memasuki ruangan berpemanas dan pengosongan berlanjut, maka pemanasan dapat terjadi karena penguraian produk reaksi, yang dapat menyebabkan ledakan.

SULFUR DIOKSIDA

Baterai berbasis SO2 adalah yang paling serbaguna karena kesesuaiannya untuk berbagai jenis persyaratan teknis, pengetahuan yang baik, akumulasi pengalaman produksi dan mekanisasi proses teknologi yang tinggi. Mereka memiliki tegangan stabil hampir sampai akhir pelepasan. Mereka memiliki kapasitas spesifik yang tinggi dan mampu beroperasi dalam rentang suhu yang luas dari – 60 hingga 70 °C. Beberapa model baterai ini dapat beroperasi pada suhu serendah – 70 °C. Elektroda positif merupakan senyawa politetrafluoroetilen dan asetilena hitam. Elektrolit baterai adalah sulfur dioksida dengan aditif. Sebagai hasil dari reaksi pelepasan, terbentuk Li2S2O4. Baterai diproduksi di rumah yang sangat tertutup rapat. Keadaan cair sulfur dioksida dijamin oleh tekanan di dalam baterai sebesar dua atmosfer. Desainnya berisi katup pengaman yang mengurangi tekanan ketika suhu naik hingga sekitar 105 °C. Baterai diproduksi dalam wadah silinder yang berisi elektroda kumparan atau spiral. Tegangan baterai berkisar antara 2,5 hingga 2,8 volt, umur simpan bisa mencapai sepuluh tahun pada suhu 20 °C atau 1 tahun pada suhu 70 °C. Rendah resistensi internal bahkan pada suhu rendah memungkinkan jenis ini digunakan dalam kondisi yang menghalangi penggunaan baterai jenis lain: luar angkasa, oseanografi, area dingin. Baterai sulfur dioksida banyak digunakan dalam aplikasi sipil dan militer.

Baterai sulfur dioksida EEMB LSS26500 dan dikosongkan dengan berbagai arus pada suhu 21 °C.

POLYMONOFLUOROCARBON

Keunggulan utama baterai lithium jenis ini adalah Li/(CF X)N merupakan potensi energi yang tinggi pada suhu 85 °C bahkan 125 °C. Baterai digunakan terutama pada perangkat yang memanas selama pengoperasian. Kapasitas menurun hampir tidak terasa setelah satu tahun penyimpanan pada suhu 21°C, dan pada suhu penyimpanan 90°C kehilangan kapasitas sekitar 2% per tahun. Jika disimpan selama 10 tahun, baterai kehilangan tidak lebih dari seperlima kapasitasnya. Baterai ini termasuk yang pertama dengan elektroda positif padat yang muncul di pasar industri. Energi spesifik baterai litium polimonofluorokarbon mencapai 600 watt-jam per liter. Tegangan pengoperasian baterai ini berkisar antara 2,5 hingga 2,8 volt. Selama reaksi, karbon terfluorinasi diubah menjadi karbon biasa, dan konduktivitas listrik meningkat, sehingga meningkatkan kondisi pelepasan. Digunakan untuk konsumsi arus rendah dan sedang.

Elektroda positif terdiri dari polimonofluorokarbon. Produksinya terjadi pada suhu 300 hingga 600 °C dalam atmosfer fluor.
Elektrolitnya adalah larutan litium heksafluoroarsenat dalam dimetil sulfoksida. Pada baterai yang dibuat dalam wadah disk, litium foil terletak pada jaringan tembaga, dan elektroda positif yang terbuat dari politetrafluoroetilen dan asetilen hitam terletak pada jaringan nikel. Baterai dirancang dengan daya rendah, tersedia dalam berbagai bentuk kemasan, dan telah berhasil digunakan pada perangkat memori, alat pacu jantung, dan defibrilator implan. Baterai disk suhu tinggi digunakan dalam elektronik otomotif, otomatisasi penghalang, dan bidang teknik elektro lainnya.

Jika Anda berencana untuk beroperasi pada suhu di bawah nol dan mengkonsumsi arus rata-rata, maka dari segi harga baterai jenis ini tidak dapat bersaing dengan baterai lithium yang lebih murah yang memiliki elektroda positif yang terbuat dari mangan dioksida.

Catu daya kimia utama polimonofluorokarbon Panasonic BR1220 dan pelepasannya pada suhu berbeda.

DEPASSIVASI

Banyaknya keunggulan baterai litium dibayangi oleh pembentukan lapisan pasif pada elektroda litium. Jika Anda menggunakan baterai litium 1,5 volt dengan arus pengoperasian terukur 0,5 ampere untuk memberi daya pada jam atau remote control TV, perangkat mungkin tidak berfungsi dengan baik setelah memasang catu daya yang sangat mahal. Untuk perangkat seperti itu, Anda perlu menggunakan baterai litium yang dirancang untuk beroperasi dalam mode arus rendah, tetapi baterai litium berdaya rendah 1,5 volt untuk peralatan rumah tangga sulit ditemukan. Solusinya sepertinya dengan melakukan depassivasi saat memasang elemen atau setiap kali perangkat dihidupkan, jika perangkat sudah lama tidak digunakan. Untuk melakukan depassivasi, Anda perlu memberikan pulsa jangka pendek arus pelepasan 10-20 miliampere pada baterai. Tindakan ini akan merusak atau melemahkan lapisan pasif pada elektroda litium. Jika baterai yang dirancang khusus dipasang di kompartemen daya perangkat dengan arus puluhan miliampere, maka lapisan pasif akan rusak selama periode awal pengoperasian baterai. Untuk menjamin depassivasi, terdapat rekomendasi dari produsen baterai litium berupa rangkaian yang mengandung kapasitor. Sebuah kapasitor dihubungkan secara paralel ke baterai. Ketika kapasitor diisi, beban pulsa jangka pendek pada baterai terjadi. Untuk keserbagunaan dalam penggunaan berbagai sistem baterai kimia, perangkat bertenaga baterai dapat dilengkapi dengan kapasitor berkapasitas 0,22...0,68 μF yang dihubungkan secara paralel dengan baterai. Jika depassivasi tidak dilakukan, maka penurunan tegangan akan diamati pada pengoperasian pertama. Hal ini dapat diamati saat memasang baterai litium baru papan utama komputer pribadi. Baterai mulai mendukung memori jam waktu nyata 2-3 hari setelah pemasangan. Kali ini diperlukan untuk penghancuran film pasif.

PENANGANAN DAN PENCEGAHAN

Baterai tidak boleh dibuka, dipanaskan atau dibakar. Hindari korslet terminal baterai. Dalam situasi apa pun Anda tidak boleh mencoba mengisi daya baterai litium. Hanya baterai dengan satu jenis dan merek yang dapat dipasang pada perangkat yang memiliki kompartemen untuk beberapa baterai. Jika ditemukan pelanggaran kasus, ganti baterai dan jangan gunakan lagi di masa mendatang. Saat memasang, periksa polaritasnya menggunakan tanda. Sel kimia litium mungkin memiliki desain tiang yang berbeda dari desain tradisional.

Dunia ini dipenuhi dengan perangkat dan mainan yang akan mati jika tidak ada sumber energi - baterai. Semua orang mengetahui sel galvanik, yang mengubah energi kimia menjadi energi listrik. Perangkat sekali pakai– baterai, dengan kemungkinan pengisian siklik – baterai yang dapat diisi ulang. Sumber energi litium memiliki kepadatan muatan yang tinggi, bekerja lebih lama, dan melakukan tugas yang sama seperti sumber garam dan basa.

Sel galvanik yang beroperasi pada reaksi oksidasi ireversibel dijelaskan di sini. Biaya yang diberikan tidak dikembalikan, baterai disebut sekali pakai. Unsur tersebut terdiri dari anoda yang terbuat dari logam litium, katoda yang terbuat dari padat MnO 2, Fes 2, Cuo, CF x, cairan SO 2, SOCl 2. Pencarian garam lain dengan afinitas reduksi yang tinggi terus berlanjut. Agen pengoksidasi adalah litium aktif, yang menyumbangkan elektron. Wadah baterai tersegel, dengan kabel terminal dan tandanya. Tulisan "jangan isi ulang" - jangan isi ulang, akan memperingatkan bahwa baterai litium dapat dibuang.

Ada 2 jenis baterai berdasarkan desain:

• kumparan;
• spiral.

Baterai lithium gulungan bertahan hingga 20 tahun dan digunakan oleh konsumen tidak melebihi permintaan 150 mA. Masa pakai elemen hingga 20 tahun.

Desain spiral memiliki permukaan litium yang besar, pulsa hingga 4 A, dan pada arus konstan - 0,1-1,8 A. Namun self-discharge perangkat ini mencapai 10% per tahun dari kapasitas aslinya. Elemen dengan komposisi katoda apa pun diproduksi dalam dua jenis. Baterai litium bisa berbentuk bulat, prismatik, atau kancing.

Besar dan produsen yang diakui baterai lithium dianggap EVE, Minamoto, SAFT, Robiton, Varta, Tekcell. Ada fasilitas produksi kecil di Cina.

Sifat baterai litium dengan pasangan anoda berbeda

Tergantung pada komposisi kimia katoda dalam hubungannya dengan logam litium, kapasitansi dan tegangan pada terminal elemen, self-discharge dan kemampuannya untuk beroperasi dalam kisaran suhu berubah.

1. Li/MnO 2 - baterai lithium ditandai sebagai "CR". Elektrolitnya adalah litium perklorat. Tegangan terukur 3 V, self-discharge 2,5% per tahun, umur simpan hingga 10 tahun. Suhu lingkungan kerja-20 +55 0 C. Bentuk – tablet mendominasi.
2. Li/CuO, dengan tegangan operasi 1,2-1,5 V, identik dengan basa, namun mampu menampung muatan 3 kali lebih banyak. Kisaran suhu pengoperasian -10 +70. Kehidupan pelayanan 10 tahun.
3. Li/SO 2 adalah salah satu jenis baterai litium yang paling umum. Katoda adalah pemlastis dengan grafit dan karbon hitam. Elektrolitnya adalah dioksida cair dengan komponen konduktivitas listrik. Tegangan operasi adalah 2,6-2,9 V. Desain tidak dapat menghindari peningkatan tekanan di rumahan dan pemanasan yang kuat jika terjadi korsleting; Baterai litium bekerja dengan baik pada suhu dingin hingga -60 0 dan panas +70 0, serta dapat mengisi daya hingga 10 tahun.
4. Li/I 2 merupakan jenis baterai tanpa elektrolit. Reaksi kimia 2Li+I 2 >2LiI terjadi dalam komposisi padat melalui difusi. Garam yang dihasilkan juga keras dan berfungsi sebagai pemisah. Baterainya tahan hingga 15 tahun, dapat diandalkan, dan digunakan pada alat pacu jantung.
5. Li/FeS 2 - baterai litium terbaik, meskipun banyak diminati harga tinggi. Elemen-elemen tersebut berfungsi dengan perangkat kekuatan tinggi, memiliki pelindung arus, sekering yang beroperasi pada 85-90 0 dan katup pelepas tekanan. Paling sering digunakan dalam faktor bentuk AA.
6. Li/CF x merupakan jenis baterai lithium yang beroperasi pada suhu tinggi, hingga +85 0. Selama 10 tahun, 20% kapasitas dihabiskan untuk self-discharge. Digunakan dalam defibrilator, alat pacu jantung, dan elektronik portabel.
7. Li/SOCl 2 adalah baterai litium yang paling boros energi. Tegangan tanpa beban lebih besar dari 3,6 V. Selama pengoperasian, 3,3-3,5 V dipertahankan, Tionil klorida, komponen agresif, digunakan sebagai elektrolit. Batas atas kinerjanya adalah +(85-130) 0 C. Batas bawahnya adalah minus 60, tetapi dengan kapasitas elemen yang sangat berkurang. Perlindungan ledakan disediakan dalam bentuk sakelar termal, sekering, dan katup tekanan berlebih.

Ukuran baterai litium

Untuk memilih yang benar sumber yang tepat energi, Anda perlu mengetahuinya dimensi geometris dan bentuk. Indikatornya sudah terstandarisasi, mari kita lihat ukuran standar baterai lithium sekali pakai. Klasifikasi AS digunakan.

Masing-masing jenis baterai lithium dapat dilihat di foto.

Jari Crohn

Saat memilih baterai lithium, penandaannya penting; dapat digunakan untuk menentukan jenis elemen. Untuk baterai litium pada casingnya dalam huruf kapital akan dicetak CR, pada alkaline LR, pada saline R.

Apakah baterai litium selalu lebih disukai daripada baterai alkaline? Produk bekerja dengan baik dalam kondisi apa pun. Tetapi apakah selalu menguntungkan secara ekonomi untuk membeli baterai lithium 5 kali lebih mahal jika pada arus rendah baterainya 1,5-2 kali lebih unggul dari baterai alkaline? Mana yang lebih baik diputuskan dalam setiap kasus tertentu, sehubungan dengan tugas yang diselesaikan.

Perlu diingat bahwa cadangan energi semua jenis baterai litium beberapa kali lebih besar. Agar tidak membingungkan perangkat, pabrikan membuat baterai Li dengan terminal khusus.

Baterai litium AAA

Kami akan melihat baterai sekali pakai dengan anoda litium AAA. Perangkat kompak ini memiliki lapisan pasif pada anoda yang mencegah reaksi. Bahkan pasokan arus jangka pendek akan merusak lapisan tersebut dan membuat baterai tidak dapat digunakan. Tidak seperti baterai salt pinky, baterai lithium akan menjadi sangat panas sehingga bisa meledak. Mengisi daya baterai litium sekali pakai dilarang!

Baterai litium yang plus minusnya kalau dikorsleting juga bisa terbakar. Oleh karena itu, aturan-aturan berikut harus diperhatikan:

• kabel tidak dipasang ke kontak dengan besi solder;
• jangan membawa baterai di dalam saku yang mungkin terdapat benda logam kecil secara tidak sengaja;
• barang harus diangkut dalam peti atau peti khusus;
• Jangan tinggalkan baterai di bawah sinar matahari langsung.

Apakah layak membeli baterai lithium AAA, yang harganya 5 kali lebih mahal daripada baterai alkaline? Mengingat ia bekerja 7 kali lebih lama dan 35% lebih ringan, itu sepadan.

Daya tahan baterai litium

Pada penyimpanan yang tepat, baterai lithium AA akan bekerja dengan sempurna jika dihubungkan selama 10 tahun. Seringkali tingkat self-discharge adalah 2% per tahun bila disimpan pada kondisi ruangan, t = 20 0 C.

Tanggal rilis dan tanggal kedaluwarsa dapat ditemukan pada case dalam bentuk kode alfanumerik. Dienkripsi dengan cara yang berbeda, hanya dalam angka, 5 karakter berarti hari, bulan dan tahun (40615), dan kode 9A14 harus dibaca 9 Januari 2014. Tanggal kedaluwarsa diberikan secara terpisah. Tanggal kadaluwarsa berlaku jika baterai masih dalam kemasannya dan belum pernah digunakan.

Baterai lithium atau alkaline, mana yang lebih baik?

Baterai alkaline dan alkaline adalah hal yang sama. Kami akan menggunakan pengujian baterai AAA oleh spesialis Roskontrol dan membandingkannya dengan baterai lithium. Karena tidak ada elemen ideal untuk kasus beban sedang dan lemah yang berdenyut dan konstan, diusulkan untuk menentukan di mana lebih baik menggunakan baterai alkaline dan di mana baterai lithium dan mana yang lebih baik.

Hasil penelitian menunjukkan bahwa untuk pulsed beban saat ini dengan daya tinggi, lebih baik membeli baterai lithium - baterai ini akan bertahan selama 3 baterai alkaline, tetapi beratnya jauh lebih ringan daripada persediaan darurat beberapa jenis lainnya.

Baterai alkaline sebaiknya digunakan pada remote control dan jam tangan, dan pada mainan anak-anak, baterai ini lebih hemat biaya. Arus rendah dengan cepat menghabiskan daya baterai lithium, dan baterai akan bertahan hampir sama lamanya dengan baterai alkaline.

Bisakah baterai lithium diisi?

Baterai lithium sekali pakai tidak dapat diisi! baterai yang dapat diisi ulang digunakan dengan khusus pengisi daya. Mereka dapat bertahan hingga 1000 kali pengisian ulang, sehingga secara signifikan menghemat anggaran untuk pembelian elemen sekali pakai.

Bagaimana cara menentukan apa yang ada di depan Anda, baterai yang dapat diisi ulang atau baterai sekali pakai? Informasi di depan mata Anda. Kapasitas dalam mAh tertera pada baterai; tidak ada informasi seperti itu pada baterai litium. Harganya akan menunjukkan baterainya, harganya tinggi. Produk pasti akan ditandai “dapat diisi ulang” - dapat diisi ulang.

Jika Anda bekerja secara profesional dengan flash dan peralatan canggih lainnya, belilah baterai lithium isi ulang polimer datar atau silinder. Hal ini lebih menguntungkan dibandingkan membeli barang sekali pakai dalam jumlah besar.

Pengisi daya baterai litium

Tidak semua perangkat dapat mengisi baterai litium. Lebih baik membeli yang khusus, yang melakukan 2 tahap pengisian daya, menampilkan indikator saat ini dan memutuskan baterai dari catu daya tepat waktu. Bagaimana cara mengisi baterai lithium jika itu polimer? Tidak ada perbedaan, prinsip pengoperasiannya sama. Pengisi daya seperti itu tidak mahal, sekitar $20, ada baiknya jika fungsi pengukuran kapasitas tersedia.

Pengisi daya apa pun harus mengubah dan menstabilkan tegangan listrik, menghasilkan 5 V pada output. Kekuatan arus dapat disesuaikan 0,5 -1,0 * C. C adalah kapasitas baterai dalam Ah, MAh, dalam istilah digital. Pengisian dilakukan sesuai skema akselerasi, hingga 80% dari kapasitas, dan sesuai skema penuh, dalam 2 tahap, kurang lebih 3 jam. Setelah set lengkap energi, pengisi daya akan mati.

Video

Berbagai macam sumber energi lithium modern dan cara mengisi baterai lithium disajikan dalam video.

Memiliki kinerja tinggi kapasitasnya dan dapat bertahan lebih lama dibandingkan baterai lainnya, tetapi baterai tersebut juga memiliki fitur spesifiknya sendiri yang harus diperhitungkan baik selama pengoperasian maupun selama proses pengisian daya.

Indikator utama dan perbedaan dari baterai alkaline

DI DALAM garis besar umum, karakteristik utama baterai Li-Ion adalah indikator tegangan yang konstan, tingkat kapasitas yang tinggi, dan sumber daya energi yang besar, karena komposisi kimianya yang spesifik. Semua baterai lithium terdiri dari katoda dan anoda, dipisahkan satu sama lain oleh diafragma dan pemisah. Diafragma memiliki impregnasi organik khusus (foto di bawah).

Selain itu, kapasitas baterai Li Ion tidak bergantung pada arus beban, dan inilah yang menjamin masa pakai terlama - jauh lebih lama dibandingkan baterai alkaline yang memiliki karakteristik kapasitas yang sama. Baterai berbeda periode yang lama penyimpanan dan pengoperasian (paling baik, hingga 12 tahun), ketahanan terhadap suhu tinggi dan rendah dan kemungkinan pembuatannya dalam berbagai bentuk.

Lebih murah dan tidak kalah populer di kalangan konsumen adalah “pendahulu” baterai Li Ion - baterai alkaline biasa, diberi nama (berdasarkan label model impor). Mereka masih digunakan sampai sekarang dalam mainan anak-anak, beberapa model pemain, dan senter rumah tangga. Namun, elemen alkaline kurang mampu mengatasi beban yang lebih tinggi, dan pada kamera atau laptop, elemen alkaline tidak lagi efektif karena akan meledak dengan sangat cepat.

Baterai litiumlah yang mampu beroperasi di bawah beban konstan dan tinggi: teknologi yang dicintai umat manusia pada tahap saat ini digunakan hampir terus menerus.

Ada banyak contoh baterai lithium-ion yang disimpan dalam jangka waktu lama tanpa penggunaan berat tanpa menurunkan kinerja pengguna. Misalnya, tua telepon genggam Dengan Li Ion, baterai yang telah disimpan di dalam kotak selama beberapa tahun masih dapat berfungsi jika baterai terisi dengan baik. Tentu saja, seiring waktu, kapasitas elemen-elemen ini menurun secara signifikan. Namun karena mereka memiliki sumber energi yang sangat kuat, tidak mengherankan jika karakteristik mereka telah lama melampaui rekan-rekan mereka yang bersifat basa.

Jenis baterai litium

Selain unsur utama (litium), baterai ini mungkin mengandung bahan kimia lainnya.

“Pengisian” sel litium-ion mungkin mengandung:

• mangan dioksida;
• oksida tembaga;
• belerang dioksida;
• yodium;
• besi disulfida;
• senyawa polifluorokarbon;
• tionil klorida.

Untuk penggunaan luas, perbedaan elektrokimia ini tidak memainkan peran yang menentukan. Yang penting adalah senyawa-senyawa ini dapat memberikan manfaat kinerja optimal sumber tenaga elektrokimia.

Selain itu, baterai lithium-ion dapat memiliki tampilan yang berbeda-beda, bergantung pada desain dan tujuan penggunaannya. Misalnya, baterai 18650 memiliki bentuk casing biasa berupa “kaleng” logam. Mereka banyak digunakan pada obeng dan laptop. Ada elemen persegi panjang yang bisa benar-benar rata (dipasang di pandangan modern smartphone dan iPhone), dan ada juga baterai gel-polimer yang dibuat dalam bentuk kantong mengkilap dengan tingkat penyegelan yang lebih tinggi (dapat dilihat pada tablet dan iPad).

Tegangan nominal baterai lithium-ion apa pun, apa pun bahan kimianya, adalah 3,7 volt.

Sedikit tentang litium

Lithium sendiri merupakan logam dengan kelembutan dan keuletan yang sangat tinggi. Hal inilah yang pada akhirnya memungkinkan terciptanya elemen tipis dan ringan yang begitu mudah digunakan dan berdaya tinggi.

Produksi baterai berbasis litium dimulai pada tahun 70-an abad kedua puluh. Diketahui bahwa percobaan pertama dalam produksi semacam itu sering kali penuh dengan bahaya - banyak baterai meledak, sering kali karena panas berlebih atau insiden lain yang terkait dengan pengoperasian yang tidak tepat. Seiring waktu, para ahli telah belajar memproduksi baterai dengan karakteristik yang lebih baik. Namun, baterai tersebut tetap harus ditangani dengan sangat hati-hati.

Ada banyak sekali foto dan video online yang menampilkan para pencari sensasi yang mengabadikan momen ledakan. ponsel atau tablet. Tentu saja tidak disarankan untuk mengulangi eksperimen seperti itu.

“Litium yang aman” dalam bentuk baterai yang andal dan berkapasitas besar diperoleh dengan menggabungkan litium dengan elektrolit organik padat. Apalagi idenya kegagalan total dari elektrolit berbahan dasar air memungkinkan diperolehnya model yang paling luas dan kuat. Misalnya, dua baterai litium 3V berhasil menggantikan empat atau lima baterai alkaline, yang membuat pengoperasian banyak perangkat rumah tangga menjadi lebih mudah. Tentu saja, reaktivitas kimia litium yang tinggi masih tetap berpotensi menjadi “campuran yang mudah meledak”. Apalagi jika terjadi sikap ceroboh terhadap baterai tersebut. Tapi secara keseluruhan, barangnya cukup aman dan masih sangat bisa diandalkan.

Peran dewan perlindungan

Peran besar dalam mencegah panas berlebih dan penyalaan baterai dimainkan oleh papan pelindung yang terpasang di setiap elemen. Ini mencegah korsleting, pelepasan muatan berlebih, dan pengisian daya berlebih, tetapi yang paling penting - kemungkinan panas berlebih. Tentu saja, semua sel lithium dari produsen yang andal dan tepercaya dilengkapi dengan papan tempat terminal sel berada.

Dalam foto: papan pelindung baterai lithium-ion.

Setiap papan memiliki pengontrol pengisian-pengosongan enam tingkat, yang akan selalu memutuskan sambungan baterai dari beban jika baterai benar-benar habis atau, sebaliknya, jika tingkat pengisian dayanya mencapai 4,25 volt.

Baterai terbaik

Terkadang mereka bertanya baterai Li Ion mana yang paling modern. Baru-baru ini, sel litium Ultimate dari Energizer banyak diiklankan sebagai baterai litium terbaik generasi terbaru. Mereka dikembangkan untuk peralatan Rumah Tangga dengan konsumsi energi yang tinggi ( senter yang kuat, kamera, mainan berbicara besar untuk anak-anak). Pengiklan mengklaim bahwa Ultimate lithium bukanlah sebuah baterai, melainkan “sel yang tidak perlu diisi ulang” karena dayanya dapat bertahan lebih dari 12 tahun.

• kemampuan menahan perubahan suhu yang besar;
• bekerja pada suhu terendah - -40-60°C;
• yang paling ringan di antara analog litium lainnya;
• kapasitas tinggi - 3000 A;
• diklaim masa pakainya bisa mencapai 15 tahun.

Foto menunjukkan baterai lithium Ultimate.

Pengisian yang benar

Cara paling pasti untuk memaksimalkan dan meningkatkan kinerjanya adalah dengan mengisi baterai litium dua tahap. Hanya dengan cara ini baterai dapat terisi penuh dan kapasitasnya digunakan secara maksimal, tanpa mengurangi potensinya dalam jangka waktu yang lama.

Bagaimana cara mengisi baterai lithium pada tahap pertama? Hanya dengan arus searah, yang tidak boleh melebihi 0,2-0,5 C (di mana C adalah kapasitas baterai). Sebagai upaya terakhir, Anda dapat sedikit mempercepat prosesnya dengan meningkatkan arus hingga maksimum 1,0 C. Misalnya, jika kapasitas baterai adalah 3000 mAh, dan arus awal dari 600 hingga 1500 miliampere, maka arus yang dipercepat seharusnya berada pada kisaran 1,5-3 ampere. Tentu saja, dalam hal ini, memori dengan opsi penyesuaian tegangan harus digunakan. Secara sederhana, di tahap awal Perangkat pengisi daya berfungsi sebagai penstabil arus klasik.

Penting untuk diingat bahwa semuanya baterai litium dilengkapi dengan papan pelindung. Oleh karena itu, nilai U “saat idle” tidak boleh melebihi 7 volt. Tegangan tinggi dapat menghancurkan papan tersebut.

Selama proses pengisian, Anda perlu terus memonitor voltase. Saat naik menjadi 4,2 volt, perlu Anda ketahui bahwa baterai sudah terisi kapasitasnya kurang lebih 80 persen. Sekarang Anda perlu melanjutkan ke tahap pengisian daya lainnya.

Langkah pengisian kedua (dan terakhir) harus dilakukan dengan menggunakan U yang konstan tetapi menurunkan level arus. Pengisi daya mempertahankan U dalam kisaran 4,14-4,24 volt dan mengatur arus, yang secara bertahap menjadi lebih kecil. Ketika indikator arus turun menjadi 0,05-0,01 C, pengisian daya dianggap selesai. Perlu ditambahkan bahwa baterai “mendapatkan” persentase kapasitasnya yang hilang, hingga 100%, selama tahap kedua.

Jika kualitas yang baik, harus diputuskan sambungannya dari sumber listrik setelah proses pengisian selesai. Untuk sel litium Pengisian daya yang berlebihan tidak dapat diterima, karena dapat menyebabkan mereka kehilangan sebagian besar kapasitasnya, yang tidak dapat diisi ulang lagi. Anda harus mengeluarkan baterai dari pengisian tepat waktu dan jangan melupakannya.

Tindakan pencegahan keamanan

Seperti yang sudah dikatakan, panas berlebih tidak boleh dibiarkan baterai litium-ion , misalnya, meninggalkan gadget di bawah sinar matahari atau di tempat yang memungkinkan terjadinya kebakaran. Anda tidak boleh membuka sendiri baterai tersebut dan mencoba memulihkannya. - teknik pemulihan elemen tidak boleh diterapkan pada mereka. Anda juga harus melakukannya beli baterai hanya dari produsen tepercaya agar tidak membeli baterai “hangus”, yang mungkin tidak memiliki papan pelindung.

Pengoperasian dan pengisian daya yang benar akan memastikan baterai berfungsi dengan baik dan tidak kehilangan kapasitasnya seiring waktu.

Perusahaan Time-1 menjual berbagai baterai lithium dari produsen terkemuka baterai - Perusahaan Perancis SAFT, perusahaan Israel TADIRAN dan pabrikan Cina

Baterai litium SAFT, TADIRAN, MINAMOTO banyak digunakan di berbagai industri: industri luar angkasa dan penerbangan, kedokteran, industri militer dan kelautan, pasokan listrik sipil, dll. Karena keandalan dan kualitasnya yang sangat baik, baterai lithium dihargai oleh produsen dan pemasang sistem keamanan dan pencahayaan yang kompleks. Selain menjual baterai segala jenis perangkat listrik Perusahaan kami memiliki fasilitas produksi yang memungkinkan kami memproduksi yang asli berdasarkan kebutuhan individu pelanggan, berdasarkan komponen yang ada. baterai konfigurasi apa pun.

Anda bisa mendapatkan saran profesional dari manajer kami atau memesan baterai yang diperlukan melalui telepon atau ICQ (bagian “Kontak”).

Dari sejarah terciptanya baterai lithium

Karya pertama tentang penggunaan litium sebagai bahan anoda pada sumber arus muncul pada awal abad ke-19, namun baru benar-benar berkembang pada tahun 1960-an. Sumber arus dengan bahan katoda fasa padat (MnO2, CuO, I2, CFx, FeS2 dan banyak lainnya) dan fasa cair (SO2 dan SOCl2) dipelajari.

sel litium Saat ini, di sejumlah bidang teknologi, mereka berhasil bersaing dengan sel-sel yang lebih murah dengan elektrolit berair. Mereka digunakan di jam tangan, kamera, kalkulator, untuk melindungi memori sirkuit terpadu, dalam alat ukur dan peralatan medis, yang memerlukan keamanan dan stabilitas tegangan operasi yang tinggi selama bertahun-tahun pengoperasian.

Dirancang dan kuat sumber saat ini, mampu mentransmisikan impuls energi tinggi bahkan setelah 10-12 tahun penyimpanan.

Menuju penyegelan sel litium peningkatan persyaratan diberlakukan, karena kemungkinan tidak hanya kebocoran elektrolit, tetapi juga masuknya udara dan uap air, yang menimbulkan bahaya kebakaran atau ledakan elemen, harus dikecualikan. Reaktivitas litium yang tinggi dan pengaruh kelembapan udara terhadap keadaan elektroda dan elektrolit juga menyebabkan meningkatnya kesulitan dalam pembuatan elemen, kebutuhan untuk melakukan operasi teknologi dalam unit tertutup dengan atmosfer argon dan ruangan "kering".

Sel litium, berbentuk silinder dan cakram, diproduksi dalam dimensi elemen sistem elektrokimia tradisional. Oleh karena itu, Anda perlu berhati-hati agar tidak melakukan kesalahan dengan secara tidak sengaja mengganti elemen dengan tegangan operasi 1,5 V dengan elemen lithium, yang tegangannya jauh lebih tinggi. Banyak perusahaan sering kali berupaya mengurangi bahaya ini dan memasok elemen dengan kabel non-standar yang dilas dalam bentuk kelopak datar, pin berbentuk jarum aksial untuk menyolder elemen ke dalam sirkuit, dll.

Sumber arus berdasarkan sistem litium/tionil klorida (Li/SOСl2).

Elemen-elemen tersebut beroperasi pada kisaran suhu dari -60 hingga + 85 °C, beberapa hingga +130 °C. Desain sel Li/SOCl2 mirip dengan desain sel Li/SO2, namun tionil klorida jauh lebih agresif dibandingkan elektrolit lainnya, sehingga memastikan keselamatan kebakaran dan ledakan memerlukan upaya besar baik dari pengembang maupun ahli teknologi.

Analisis mekanisme yang dapat menyebabkan ledakan sel Li/SOСl2 menunjukkan bahwa keamanan pengoperasian sumber arus ini ditentukan oleh rasio kapasitansi elektroda, konsentrasi elektrolit, pemisah yang digunakan, dan banyak faktor lainnya. Yang paling berpotensi berbahaya adalah pelepasan muatan berlebih pada kepadatan arus yang tinggi. Ledakan dapat disebabkan oleh dendrit litium yang dihasilkan dan litium yang terdispersi halus, yang dilepaskan di katoda dan, dengan adanya batu bara, dapat bereaksi kimia dengan elektrolit, melepaskan sejumlah besar panas. Elemen yang dibatasi oleh anoda cukup stabil selama pelepasan berlebih: jika dibalik, elemen tersebut dapat mempertahankan tegangan stabil (pada level -1 V) untuk waktu yang sangat lama tanpa konsekuensi apa pun. Elemen terbatas katoda menahan pembalikan polaritas jauh lebih buruk. Depresurisasi terjadi jauh lebih awal: dengan pelepasan berlebih hingga beberapa derajat Celcius, dan semakin cepat, semakin tinggi kerapatan arus.

Pada suhu rendah (sekitar -50 °C), elemen menghasilkan kapasitas beberapa kali lebih kecil dari kapasitas nominal. Jika unsur-unsur tersebut kemudian dipindahkan ke ruangan yang hangat, pelepasan akan terus berlanjut, dan pemanasan yang signifikan dapat terjadi karena penguraian produk reaksi antara hingga titik ledakan.

Untuk meningkatkan keselamatan operasional, elemen dapat dilengkapi dengan katup darurat untuk pelepasan gas, sekering, sakelar termal.

Saat mendesain baterai dari sel, disarankan untuk menggunakan baterai eksternal perlindungan dioda masing-masingnya, namun harus diingat bahwa ini hanya akan berfungsi jika sudah habis. Selama penyimpanan jangka panjang, arus balik dari dioda yang tidak diputus dapat menyebabkan penipisan total kapasitas sel.

Umur simpan elemen sistem Li/SOСl2 hingga 10 tahun dengan self-discharge 1,5-2% per tahun pada suhu 20 °C. Selama penyimpanan jangka panjang elemen-elemen ini, penurunan tegangan dapat terjadi, yang kemudian secara perlahan (selama beberapa menit) dikembalikan ke tegangan operasi. Kedalaman dan durasi penurunan tegangan awal meningkat pada suhu yang lebih rendah.