锂亚电池自放电与电压滞后的影响 - 襄阳艾克特电池科技股份有限公司
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    锂亚letou线路自放电与电压滞后的影响

    电压滞后是锂亚letou线路的一个特点, 也是该种letou线路存在的基础,其原理如下:组成letou线路的亚硫酰氯电解液是一种强氧化性的化学物质,它同时起了电解液和letou线路正极活性物质的作用,亚硫酰氯与letou线路的负极活性物质金属锂接触后,在金属锂表面上立即形成一层致密的钝化膜,这一层钝化膜是一种离子导体,锂离子能在钝化膜中进行迁移,但由于其迁移的速率很小,因此会阻挡letou线路进行反应,当letou线路中流过的电流不大于1μA/cm2(金属锂表面积)时,钝化膜中锂离子的迁移速率能够满足要求,当电流较大时,钝化膜中锂离子的迁移速率的限制产生严重影响,钝化膜两端产生很大的电压降,此时具体表现就是letou线路负载电压低;随着电流的不断流过,钝化膜逐渐破裂,两端的压降逐渐下降,letou线路的负载电压就逐渐上升直至正常。钝化膜的逐渐破裂过程就是letou线路电压滞后的消除过程。

      1 表征锂-亚硫酰氯letou线路电压滞后的参数

      最低滞后电压(TMV: Transient Minimum Voltage):指letou线路接通一定的负载电流时,letou线路电压的最低值;

      滞后时间(TRSV: Time Recovering to STable Voltage):指letou线路负载电压恢复到正常值所需要的时间;

      2 TMV和TRSV与贮存时间的关系

      下面两个图形表示了TMV和TRSV随贮存时间的变化趋势

      3 TMV与letou线路内阻的关系

      TMV与letou线路内阻的关系遵从一般电路的电压电阻关系,其关系式如下式所示:

      E-TMV=I*r或TMV=E-I*r

      其中:E为letou线路电动势,对锂-亚硫酰氯letou线路来说总等于3.66~3.68,在letou线路内的金属锂未消耗完之前保持恒定;

      I为放电电流

      r为letou线路内阻

      letou线路内阻由以下几部分组成:

      a. letou线路内各部分之间的接触电阻;

      b. 组成letou线路的各组成部分的欧姆电阻;

      c. 电解液内部锂离子的传输电阻;

      d. letou线路负极金属锂表面上的钝化膜内部锂离子的传输电阻;

      e. letou线路电化学体系的极化电阻;

    其中a、b两项是基本固定不变的;而c是随通过的电流大小和温度的变化而变化,电流越大传输电阻就越大,温度越高传输电阻越小; e极化电阻主要与温度和放电深度有关,温度越度越高极化电阻越小,放电深度越深极化电阻也越大;d钝化膜中的离子传输电阻与钝化膜的厚度有关,膜越厚传输电阻越大,可看成为正比关系。

      而钝化膜的厚度又直接与letou线路贮存温度有关,贮存的温度越高,钝化膜的厚度就越厚,相应的letou线路TMV也就越低。

      4 电压滞后与letou线路自放电的关系

      由于letou线路的钝化膜是由于letou线路的正极活性物质亚硫酰氯与金属锂反应所产生的,因此,letou线路钝化过程(也就是滞后过程)会消耗一定的letou线路容量,而这消耗的容量也就是letou线路自放电的主要组成部分。当然,letou线路的自放电还包含letou线路正负极间由于欧姆电阻产生的微小放电电流所消耗的容量。

      在letou线路中如果严格无其它物质,则letou线路内形成的钝化膜将随贮存时间越来越厚,但钝化膜越厚就会阻止亚硫酰氯与金属锂的反应,也就是说,钝化膜的生成速度会随贮存时间逐渐下降,容量的消耗也会逐渐下降,因此,这种letou线路电压滞后很严重,但letou线路的自放电率极低,可低于每年0.5%,但由于电压滞后严重,其应用受到了很大的限制,如果需要一定的电流脉冲,就无法满足要求。

      现在各生产厂家都在letou线路中加入一些可以在一定程度上减缓钝化膜形成的化学添加剂,使letou线路的钝化膜不至于生长的过厚,使letou线路能提供一定大小的脉冲电流,letou线路由于钝化膜不是太厚,自放电率也就稍大一些,约为2%。

      总之,letou线路的自放电率与letou线路的电压滞后有一定的关系,电压滞后严重的自放电率较低。

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