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专家开讲：深入了解电池技术──Part 10锂二氧化硫电池

2014-8-18 10:30:58 7799

0 专家开讲：深入了解电池技术──Part10锂二氧化硫电池资深工程师Ivan Cowie的电池专栏这次要介绍的是锂二氧化硫电池(lithium sulfur dioxide，LiSO2)。在进入主题之前，先来一段电池设计诀窍… 选择合适的电池尺寸当进行产品设计时，电池的尺寸是我们会需要考虑到的问题；电池的形状与尺寸是有标准化规格的，以下是两个订定规格的标准组织： ˙在国际上，国际电工委员会(InternationalElectrotechnical Commission，IEC)负责定义许多电气/电子装置的标准，包括电池在内；当该组织识别出一个既有的一次电池，该电池就会被赋予一个60086系列编码。 ˙在美国，国家电气制造商协会(NationalElectrical Manufacturers Association，NEMA)旗下的一个委员会订定了美国国家标准学会(ANSI) C18系列电池尺寸与规格标准。 IEC与ANSI标准虽来自不同的组织，但基本上是大同小异，当你在进行电池装配或替换时需要知道其功能特性，都可以在这两个标准组织的官网上查阅；例如随处可见的4号(AAA)电池，其规格种类如下图所示，其直径为10.5mm(0.41吋)、长度44.5mm (1.75吋)。各种AAA电池的名称列表锂二氧化硫电池锂二氧化硫电池是由碳上的二氧化硫与铁氟龙(Teflon，即聚四氟乙烯)键合组成，这种电池的特色是运作温度范围宽广、放电电压曲线平缓、高能量密度；但该种电池也有一些缺点，因为二氧化硫压力高，需要有安全阀以避免爆炸的危险，而且这种电池成本高昂。此外，含有氰化甲烷(acetonitrile)的该类电池，在极端温度之下可能会产生少量的剧毒氰化氢(hydrogen cyanide)。另一个要考虑的问题是，当经过长期储存或是在低温之下运作，其端电压可能会在首度施加电流负载时突然下降，然后才恢复(与Part 7所介绍的锂亚硫酸氯电池有类似的效应)。以下是锂二氧化硫电池的基本规格： ˙能量比(specific energy)：约250Wh/kg； ˙能量密度(Energy density)：约400 Wh/L ； ˙功率比(specific power)：15W/kg (轻负载)； ˙放电效率(Dischargeefficiency)：50~72%； ˙能量/消费价格(Energy/consumer price)：1美元0.12Wh； ˙运作或储存寿命(Service or shelflife)：10年； ˙自放电率(Self-discharge)：每月0.25%； ˙循环耐久性(cycle durability)：为一次电池； ˙标称电压(nominal cellvoltage)：2.85V (添加氯化溴-brominemonochloride可达3.9V)　； ˙开路电压(Open-circuitvoltage)：3.0V (不同厂牌产品有所不同)； ˙截止电压(Cutoff voltage)：2.0 V (不同厂牌产品或用途有所不同)； ˙运作温度(Temperature)：-55°C ~+70°C (特定产品可低至-60°C)。化学反应式阳极：Li → Li+ + e- 阴极：2SO2 +e → S2O4 整体：2Li + 2SO2 → Li2S2O4 用途虽然锂二氧化硫电池是以军事应用为大宗，有一个笔者认为很有趣的应用，是一艘登陆土星的卫星Titan、名为Huygens的宇宙飞船也搭载该种电池。以下的几张图片描述Saft G 06/2(0.95AH)二氧化硫电池的各项特性。放电中的电压以及电流、温度 (截止电压2.0V) +20°C 温度下的典型放电曲线不同电量下的电流与温度 (2.0V截止电压下持续放电) 下次专栏再见！编译： JudithCheng (参考原文：All About Batteries, Part 10:Lithium Sulfur Dioxide (LiSO2)，by Ivan Cowie，MaxVision首席工程师) 扩展阅读：专家开讲：深入了解电池技术 ──Part 1 专家开讲：深入了解电池技术 ──Part 2-1 专家开讲：深入了解电池技术──Part 2-2 专家开讲：深入了解电池技术──Part 2-3 专家开讲：深入了解电池技术──Part 3铅酸电池专家开讲：深入了解电池技术──Part 4 (碱性电池) 专家开讲：深入了解电池技术──Part 5 (碳锌电池) 专家开讲：深入了解电池技术──Part 6 (锌空气电池) 专家开讲：深入了解电池技术──Part 7 (锂亚硫酸氯电池) 专家开讲：深入了解电池技术──Part 8 (锌/氧化银电池) 专家开讲：深入了解电池技术──Part 9 (钠硫电池) 专家开讲：深入了解电池技术──Part 10锂二氧化硫电池 0
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