تفاوت بین Li-ion و Li SOCl2 چیست؟

در حوزه باتری های قابل شارژ، باتری های لیتیوم یون (Li-ion) و سلول های لیتیوم-تیونیل کلرید (Li-SOCl2) به دلیل خواص و کاربردهای متمایزشان استثنایی هستند. با این وجود، این دو عمدتاً به لیتیوم به عنوان ماده اصلی تشکیل دهنده خود وابسته هستند، اما از نظر شیمی، عملکرد، ملاحظات ایمنی و صنایع متفاوت هستند. توجه به این نکته ضروری است که دانستن این تفاوت ها هنگام انتخاب نوع مناسب فناوری باتری برای یک هدف خاص بسیار مهم است.

شیمی

باتری های لیتیوم یونی

باتری‌های لیتیوم یونی دارای دو الکترود هستند: آند مبتنی بر لیتیوم و یک کاتد متشکل از موادی از جمله اکسید کبالت، نیکل- منگنز- کبالت (NMC) یا فسفات آهن لیتیوم (LFP). یک حلال آلی اغلب نمک لیتیوم را حل می کند که به عنوان الکترولیت عمل می کند و اجازه حرکت یون های لیتیوم را از طریق الکترودها می دهد. در طول تخلیه، با حرکت یون های لیتیوم به سمت کاتدها از آند در سراسر الکترولیت، آزاد شدن انرژی رخ می دهد.

باتری های Li SOCl2

از سوی دیگر، لیتیوم به عنوان ماده آندی عمل می کند در حالی که تیونیل کلرید (SOCl2) به عنوان ماده کاتدی در باتری های لیتیوم-تیونیل کلرید استفاده می شود. رایج ترین شکل الکترولیت در این سلول ها LiAlCl4 حل شده در SOCl2 است. چنین شیمی چگالی انرژی بالا و ولتاژ تخلیه نسبتاً پایدار را فراهم می کند، از این رو آنها را برای کاربردهایی که نیاز به ماندگاری طولانی و خروجی انرژی بالا دارند، ایده آل می کند.

عملکرد

چگالی انرژی

در حالی که باتری‌های لیتیوم یونی به خاطر چگالی انرژی بالای خود که منجر به زمان‌های طولانی‌تر برای وسایل الکترونیکی قابل حمل و وسایل نقلیه الکتریکی می‌شود، شناخته شده‌اند. باتری‌های Li-SOCL2 می‌توانند چگالی انرژی حتی بالاتری ارائه دهند تا بتوانند به طور مؤثر در جایی که فضا کمیاب است و حداکثر توان خروجی مهم است، مستقر شوند.

مشخصات ولتاژ و دشارژ

به طور معمول، این نوع باتری ها دارای محدوده ولتاژ نامی 3.6-3.7 ولت با منحنی دشارژ صاف تا چرخه های پایان عمر هستند. برعکس، ولتاژ عملیاتی اولیه Li-SOCL2 حدود 3.6 ولت است که به تدریج در طول تخلیه کاهش می یابد. در نتیجه، Li-SOCL2 سلول ها برای کاربردهایی که نیاز به تنظیم دقیق ولتاژ یا ماندگاری طولانی دارند مناسب هستند.

ایمنی

باتری های لیتیوم یونی

باتری‌های لیتیوم یونی تا آنجا که به ایمنی مربوط می‌شود، به‌ویژه در رابطه با خطرات آتش‌سوزی و فرار حرارتی به دلیل استفاده از حلال‌های آلی که می‌توانند به راحتی در دمای اشتعال کم آتش بگیرند، مورد بررسی قرار گرفته‌اند. با این حال، بهبود قابل توجهی در ایمنی باتری های لیتیوم یونی مدرن به دلیل عوامل متعددی مانند پیشرفت در سیستم های مدیریت باتری، طراحی سلول و فرمولاسیون الکترولیت وجود دارد.

باتری های Li SOCl2

در مقابل، غیر قابل اشتعال الکترولیت باعث می شود باتری های Li-SOCl2 به طور کلی ایمن تر از باتری های Li-ion باشند، اگرچه آنها به احتیاط های خاصی در هنگام نگهداری و نگهداری آنها نیاز دارند زیرا از مواد سمی و خورنده تشکیل شده اند.

کاربردها

باتری های لیتیوم یونی

استفاده همه جانبه از باتری‌های لیتیوم یونی از وسایل الکترونیکی قابل حمل مانند تلفن‌های همراه و لپ‌تاپ تا خودروهای الکتریکی (EVs) و سیستم‌های ذخیره‌سازی انرژی را شامل می‌شود. به دلیل چگالی انرژی بالا، نرخ تخلیه نسبتاً کم خود، عمر چرخه طولانی، اما بسیاری از کاربردهای مصرفی و صنعتی آنها را ترجیح می دهند.

باتری های Li-SOCl2

اگرچه در مقایسه با سایر انواع باتری های قابل شارژ کمتر رایج است، باتری های Li-SOCL2 کاربردهای ویژه ای پیدا می کنند که در آن چگالی انرژی بالا، ماندگاری بسیار طولانی و/یا کنترل دقیق ولتاژ حیاتی است. نمونه های برجسته عبارتند از تجهیزات نظامی و هوافضا. چراغ های مکان یاب اضطراری؛ وسایل پزشکی مانند دفیبریلاتورهای قلبی قابل کاشت (ICD).

نتیجه گیری

برای نتیجه گیری، باتری های لیتیوم یون و لیتیوم سولفور اکسی کلرید از نظر عملکرد، جنبه های ایمنی و کاربرد بسیار متفاوت هستند. باتری‌های لیتیوم یونی معمولاً به دلیل قدرت متراکم و انعطاف‌پذیری استفاده می‌شوند، در حالی که باتری‌های Li-SOCl2 دارای قدرت‌های متمایزی مانند چگالی انرژی، پایداری ولتاژ و انتخاب ایمن‌تر برای کاربردهای خاص هستند. انتخاب فناوری باتری باید نیازهای منحصر به فرد یک برنامه کاربردی از جمله نیازهای انرژی، محدودیت‌های اندازه، مسائل ایمنی و پیامدهای هزینه را در نظر بگیرد.