Qual è la differenza tra Li-ion e Li SOCl2?

Nel regno delle batterie ricaricabili, le batterie agli ioni di litio (Li-ion) e le celle al litio-cloruro di tionile (Li-SOCl₂) sono eccezionali per le loro proprietà e usi distinti. Tuttavia, queste due dipendono principalmente dal litio come loro costituente principale, ma hanno chimica, prestazioni, considerazioni di sicurezza e settori diversi. È fondamentale notare che conoscere queste differenze è molto importante quando si seleziona il tipo giusto di tecnologia di batteria per un dato scopo.

Chimica

Batterie agli ioni di litio

Le batterie agli ioni di litio hanno due elettrodi: un anodo a base di litio e un catodo costituito da materiali tra cui ossido di cobalto, nichel-manganese-cobalto (NMC) o litio-ferro-fosfato (LFP). Un solvente organico spesso dissolve il sale di litio che funge da elettrolita, consentendo il movimento degli ioni di litio attraverso gli elettrodi. Durante la scarica, si verifica il rilascio di energia quando gli ioni di litio si muovono verso i catodi dagli anodi attraverso l'elettrolita.

Batterie Li SOCl₂

D'altro canto, il litio funge da materiale anodico mentre il cloruro di tionile (SOCl₂) è utilizzato come materiale catodico nelle batterie al litio-cloruro di tionile. La forma più comune di elettrolita in queste celle è LiAlCl₄ disciolto in SOCl₂. Tale chimica fornisce un'elevata densità di energia e una tensione di scarica relativamente stabile, rendendole quindi ideali per applicazioni che richiedono una lunga durata di conservazione e un'elevata produzione di energia.

Prestazioni

Densità energetica

Mentre le batterie agli ioni di litio sono note per la loro elevata densità energetica, che garantisce tempi di funzionamento più lunghi sia per i dispositivi elettronici portatili che per i veicoli elettrici, le batterie Li-SOCL2 possono fornire densità energetiche ancora più elevate, così da poter essere utilizzate efficacemente laddove lo spazio è più limitato e la potenza di picco in uscita è più importante.

Caratteristiche di tensione e scarica

Normalmente, questo tipo di batterie ha un intervallo di tensione nominale di 3,6-3,7 V con curve di scarica piatte fino ai cicli di fine vita. Al contrario, la tensione operativa iniziale di Li-SOCL2 è di circa 3,6 V che diminuisce gradualmente durante la scarica. Di conseguenza, Li-SOCL2 Le celle sono adatte per applicazioni che richiedono una regolazione precisa della tensione o una lunga durata di conservazione.

Sicurezza

Batterie agli ioni di litio

Le batterie agli ioni di litio sono state sottoposte a esame per quanto riguarda la sicurezza, in particolare in relazione alla fuga termica e ai rischi di incendio dovuti all'uso di solventi organici che possono facilmente prendere fuoco a bassa temperatura di accensione. Tuttavia, si è verificato un miglioramento significativo nella sicurezza delle moderne batterie agli ioni di litio dovuto a diversi fattori, come i progressi nei sistemi di gestione delle batterie, nella progettazione delle celle e nelle formulazioni degli elettroliti.

Batterie Li SOCl₂

Al contrario, la non infiammabilità dell'elettrolita rende le batterie Li-SOCl₂ generalmente più sicure delle batterie agli ioni di litio, sebbene richiedano precauzioni speciali durante la manipolazione e lo stoccaggio poiché sono costituite da materiali tossici e corrosivi.

Applicazioni

Batterie agli ioni di litio

L'uso onnipresente delle batterie agli ioni di litio spazia dall'elettronica portatile come telefoni cellulari e laptop ai veicoli elettrici (EV) e ai sistemi di accumulo di energia. Grazie alle loro elevate densità di energia, ai tassi di autoscarica relativamente bassi, ai lunghi cicli di vita, ma molte applicazioni industriali e di consumo le preferiscono.

Batterie Li-SOCl₂

Sebbene meno comuni rispetto alla maggior parte degli altri tipi di batterie ricaricabili, le batterie Li–SOCL2 trovano applicazioni di nicchia in cui elevata densità energetica, durata di conservazione estremamente lunga e/o controllo accurato della tensione sono essenziali. Esempi importanti includono apparecchiature militari e aerospaziali; segnalatori di localizzazione di emergenza; dispositivi medici come i defibrillatori cardioverter impiantabili (ICD).

Conclusione

Per concludere, le batterie agli ioni di litio e agli ossicloruro di litio-zolfo variano notevolmente dal punto di vista chimico in termini di prestazioni, aspetti di sicurezza e applicazioni. Le batterie agli ioni di litio sono comunemente utilizzate per la loro potenza densa e flessibilità, mentre le batterie Li-SOCl2 hanno punti di forza distintivi come densità energetica, stabilità della tensione e una scelta più sicura per applicazioni di nicchia selezionate. La selezione della tecnologia della batteria dovrebbe considerare le esigenze uniche di un'applicazione, inclusi requisiti energetici, limiti di dimensioni, problemi di sicurezza e implicazioni sui costi.