מה ההבדל בין Li-ion ל-Li SOCl2?

בתחום הסוללות הנטענות, סוללות ליתיום-יון (Li-ion) ותאי ליתיום-תיוניל כלוריד (Li-SOCl₂) הם יוצאי דופן בגלל התכונות והשימושים הייחודיים שלהם. עם זאת, שני אלה תלויים בעיקר בליתיום כמרכיב העיקרי שלהם, אך יש להם כימיה, ביצועים, שיקולי בטיחות ותעשיות שונות. חשוב לציין כי הכרת הבדלים אלה חשובה מאוד בעת בחירת הסוג הנכון של טכנולוגיית הסוללה למטרה נתונה.

כימיה

סוללות Li-ion

לסוללות ליתיום-יון יש שתי אלקטרודות: אנודה מבוססת Li וקתודה המורכבת מחומרים הכוללים תחמוצת קובלט, ניקל-מנגן-קובלט (NMC), או ליתיום ברזל פוספט (LFP). ממס אורגני לעיתים קרובות ממיס מלח ליתיום ומתנהג כאלקטרוליט המאפשר תנועה של יוני ליתיום דרך אלקטרודות. במהלך הפריקה, שחרור האנרגיה מתרחש כאשר יוני ליתיום נעים לכיוון קתודה מאנודות על פני האלקטרוליט.

סוללות Li SOCl₂

מצד שני, ליתיום משמש כחומר אנודי ואילו תיוניל כלוריד (SOCl₂) משמש כחומר קתודה בסוללות ליתיום-תיוניל כלוריד. הצורה הנפוצה ביותר של אלקטרוליט בתאים אלה היא LiAlCl₄ מומס ב-SOCl₂. כימיה כזו מספקת צפיפות אנרגיה גבוהה ומתח פריקה יציב יחסית, ולכן הופכת אותם לאידיאליים עבור יישומים הדורשים חיי מדף ארוכים ותפוקת אנרגיה גבוהה.

ביצועים

צפיפות אנרגיה

בעוד סוללות Li-ion ידועות בצפיפות האנרגיה הגבוהה שלהן וכתוצאה מכך זמני פעולה ארוכים יותר עבור אלקטרוניקה ניידת וכלי רכב חשמליים כאחד; סוללות Li-SOCL2 יכולות לספק צפיפות אנרגיה גבוהה עוד יותר, כך שניתן יהיה לפרוס אותן ביעילות במקומות שבהם המקום מועט יותר ותפוקת שיא החשמל חשובה ביותר.

מאפייני מתח ופריקה

בדרך כלל, לסוללות מסוג זה יש טווח מתח נומינלי של 3.6-3.7V עם עקומות פריקה שטוחות עד מחזורי סוף החיים. לעומת זאת, המתח התפעולי הראשוני של Li-SOCL2 הוא סביב 3.6V אשר יורד בהדרגה במהלך הפריקה. אפואLi-SOCL2התאים מתאימים ליישומים הדורשים ויסות מתח מדויק או חיי מדף ארוכים.

בטיחות

סוללות Li-ion

סוללות Li-ion נמצאות תחת בדיקה בכל הנוגע לבטיחות, במיוחד ביחס לבריחה תרמית וסיכוני אש עקב השימוש בממיסים אורגניים שיכולים בקלות לעלות באש בטמפרטורת הצתה נמוכה. עם זאת, חל שיפור משמעותי בבטיחות של סוללות Li-ion מודרניות בשל מספר גורמים כגון התקדמות במערכות ניהול סוללות, תכנון תאים ופורמולציות אלקטרוליטים.

סוללות Li SOCl₂

לעומת זאת, אי-דליקות של אלקטרוליטים הופכת סוללות Li-SOCl₂ בדרך כלל לבטוחות יותר מסוללות Li-ion, למרות שהן זקוקות לאמצעי זהירות מיוחדים בעת הטיפול בהן ואחסונן, שכן הן מורכבות מחומרים רעילים וקורוזיביים.

יישומים

סוללות Li-ion

השימוש הנפוץ בסוללות ליתיום-יון נע בין אלקטרוניקה ניידת כמו טלפונים ניידים ומחשבים ניידים לכלי רכב חשמליים (EV) ומערכות אחסון אנרגיה. בשל צפיפות האנרגיה הגבוהה שלהם, שיעורי פריקה עצמית נמוכים יחסית, חיי מחזור ארוכים אך יישומים צרכניים ותעשייתיים רבים מעדיפים אותם.

סוללות Li-SOCl₂

למרות שהן פחות נפוצות בהשוואה לרוב הסוגים האחרים של סוללות נטענות, סוללות Li-SOCL2 מוצאות יישומי נישה שבהם צפיפות אנרגיה גבוהה, חיי מדף ארוכים במיוחד ו / או בקרת מתח מדויקת הם קריטיים. דוגמאות בולטות כוללות ציוד צבאי ואווירי; משואות איתור חירום; מכשירים רפואיים כגון דפיברילטורים מושתלים (ICD).

מסקנה

לסיכום, סוללות ליתיום-יון וליתיום-גופרית אוקסיכלוריד שונות מאוד מבחינה כימית בביצועים, בהיבטי בטיחות וביישומים. סוללות ליתיום-יון משמשות בדרך כלל בשל כוחן הצפוף והגמישות, בעוד שלסוללות Li-SOCl2 יש חוזקות ייחודיות כגון צפיפות אנרגיה, יציבות מתח ובחירה בטוחה יותר עבור יישומי נישה נבחרים. הבחירה בטכנולוגיית הסוללה צריכה לקחת בחשבון את הצרכים הייחודיים של יישום, כולל דרישות אנרגיה, מגבלות גודל, בעיות בטיחות והשלכות עלויות.