锂亚硫酰氯电池的检验标准和方法

2020-08-20 10:10:02 深圳市创新易电子科技有限公司

锂亚硫酰氯(Li/SOCl2)电池在所有的电池中,属于一种很有特色的品种。它的电压为3.6V。正极材料是亚硫酰氯(二氯亚砜),同时,也是电解液。这种特性,使得它的比能量非常高。是目前锂电池中电压最高的。贮存寿命可以超过10年。


高温锂亚电池主要应用在石油开采、地质和海洋勘探等石油天然气领域以及海船舶重工、科研、军工等领域。具有高性能、高可靠、在高温(最高+200℃)或低温(最低-55℃)下,大的振动,冲击等恶劣环境中使用,保证其安全,稳定可靠。;锂电池最大容量可达40安时(Ah),最大额定电流可达4安培(A),峰值电流可达7安培,电流释放启动快,供电均匀等特点。


Li/SOCl2电池生产工艺:


1,碳电极制作:将80~90%乙炔黑和6~8%的聚四氟乙烯乳液混合,加入无水乙醇或异丙醇,充分搅拌成膏状物,取出后,在一定温度下不断碾压,做成薄膜,再切成所需的尺寸,放上一片镍拉网,加压,最后放在电热真空箱中加热脱水。镍网作为导电骨架,镍网和引出端的形状对提高电池电流密度有很大的关系。在电芯式结构中,这往往不是问题,因为电芯式电池的电流一般输出均不大,只有在卷绕式高功率Li/SOCl2电池中,这才是必须考虑的一个问题。


2,负极制作:负极是将锂带压在一软态镍网上组成,一般负极极化很小,利用率接近95%以上。


3,电池隔膜材料:Li/SOCl2电池隔膜绝大部分采用由玻璃纤维丝制作的一种非编织的玻璃纤维膜,厚度为0.20.3mm。有机物隔膜由于在LiAlCl4:SOCl2电解液中不稳定而不被使用。注意国产的玻璃纤维丝的粘接剂可能为α-甲基丙烯酸甲酯,如生产过程水份控制不当或高温储存时α-甲基丙烯酸甲酯在水份和酸的共同作用下分解成醇类物质。醇类物质又和锂发生反应造成电压严重滞后。


4,电解液的制备:在配制电解液前,原材料都应钝化,SOCl2可以在通风良好的环境里用蒸馏法精制。无水LiCl经真空加热脱水,无水AlCl3可用升华法重结晶以除去其中的杂质。


①LiAlCl4的制备:将无水LiCl和无水AlCl3在干燥空气中研碎并充分混合,再在氩气气氛里加热到180℃,此时,粉末溶成LiAlCl4。冷却后,在干燥箱内粉碎装瓶备用


②LiAlCl4:SOCl2电解液制备:在干燥气氛中,往SOCl2溶剂中缓慢加入一定量的LiAlCl4,不断搅拌,以免放热太快。溶液倒入容量瓶中,用溶剂洗涤盛电解液容器后,再添入瓶内,直到液面与刻度一致。当电解液浓度为1.73mol时,电导率可达2.04&TImes;10-2欧姆-1•厘米-1。


为除去与锂作用的杂质,电解液应该净化,处理方法:


在玻璃器皿中放入光亮锂带和上述电解液后密封,然后在70℃以上温度加热相当长时间,让杂质和锂带充分作用后,搁置备用。


Li/SOCl2电池的检验标准和方法:


1,环境试验:以下方法为美国ECOMSCS-459试验标准:


①机械振动:振动频率从10HZ增加到55HZ,然后再降到10HZ,变化速度为1HZ/min,振幅为0.76mm,电池的横向和纵向各做一次试验,历时95分钟


②冲击:以150g的加速度冲击6毫秒,在电池的横向和纵向进行


③热冲击:电池从室温起半小时内降到-40℃,恒温1.5小时后,突然升到70℃,再恒温2小时,再突然降到-40℃,如此重负四次,回升到室温。


④加压:将电池置于压力为4个大气压的容器中进行试验,历时12小时,并测定开路电压的变化,之后以60mA放电(D型),记录试验前后重量和体积的变化


⑤标高试验:将电池置于真空容器中,模拟1500米高处的空气压力,测定开路电压。结束后,以60mA放电(D型),记录试验前后重量和体积变化


⑥碰撞:在电池的纵向和横向各给14000g的撞击(AA型)。电池经过以上考核后,应无开路电压变化,无超出规定的电压滞后,无容量的明显损失,无泄漏和重量改变等


2,安全试验:以下方法为美国ECOMSCS-459试验标准:


①贯穿试验:对全容量和放电态的D型电池,在25℃相对湿度70%的条件下,将一个直径为3.2mm的钉子从横向贯穿电池,在24小时内观察变化,应无膨胀和严重泄漏


②压力试验:在电池的横向施加压力,当压缩30%直径的距离时出现短路,但无爆炸和泄漏


③25℃时的短路试验:在电池两极焊上镍质极耳,有效电阻于0.005欧,短路24小时,最大短路电流为6.5A(D型),底部和盖子上出现少许膨胀,但是,电池重量和直径不应变化,也无泄漏现象


④降低负荷电阻试验:D型电池开始时以50mA放电,以后逐渐减少外电阻到短路,应无膨胀和电解液的泄漏


⑤强迫放电试验:D型电池以60mA放电到2.0V终止电压后


应用Li/SOCl2电池是利用该系列的高比能量和长贮存寿命的优点。小电流放电的圆柱形电池可作为CMOS存储器、水、电等计量仪表和诸如高速公路过境自动电子交费系统(就是ETC系统,不过有一个更好的解决方案是用锂锰的软包电池代替)、程序逻辑控制器和无线安全报警系统等的无线电射频识别(RFID)器的电源(此项方案可用3V锂锰的扣式和软包电池代替)。因为这些锂电池的成本较高,同时这些电池的安全性依然受到特别的关注,而对其处理又有特别要求,因此在一般消费市场上的应用仍然受到限制。


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