Li-SOCl2 aku tööpõhimõte

Li-SOCl2 patareid kasutavad liitiumi negatiivse elektroodina, süsinikku positiivse elektroodina, veevaba liitiumtetrakloroaluminaadi (LiAlCl4) SOCl2 lahust elektrolüüdina ja SOCl2 positiivse elektroodi aktiivse materjalina. Kasutades separaatorina polüpropüleenist vildist või klaaskiudpaberit, on selle avatud vooluahela pinge 3,65 V ja akusüsteemi saab esindada järgmise valemiga:

Li/LiACl4-SOCl2/C

Negatiivne elektrood: 4Li=4Li++4e

Positiivne elektrood: 2SOCL2+4e=2SO2+4Cl-2SO→←(SO)2(SO)2→←S+SO2

Aku üldine reaktsioon:

4Li+2SOCl2→ 4LiCl+S+SO2SO2 lahustatakse kõik SOCl2-s, S sadestatakse suurtes kogustes ja ladestub positiivsesse tahma, LiCl on lahustumatu.

Sellises akus, kui Li kontakteerub SOCl2-ga, tekivad järgmised reaktsioonid:

8Li+4SOCl2→6LiCl+Li2S2O4+S2Cl2 või 8Li+3SOCl2→6LiCl+Li2SO3+2S

Selle reaktsiooni tõttu, kuigi Li/SOCl2 aku positiivne aktiivne materjal SOCl2 ümbritseb tihedalt negatiivset elektroodi, ei ole tegelikult lühise nähtust, sest negatiivse elektroodi pinnale moodustub väga õhuke ja tihe LiCl kaitsekile ( Primary kile), sellel kilel on elektrooniline isolatsioon ja see võib tungida ioonidesse, takistades seega välise SOCl2 ja liitiumi edasist reaktsiooni, muutes liitiumi SOCl2 elektrolüüdis väga stabiilseks koos ümbritseva õhu temperatuuri tõusuga ja Aku säilitusaja pikenemisega laieneb ja pakseneb esmane kile järk-järgult, moodustades nn sekundaarse kile, ja akul on hea säilitusiga.

Seetõttu on Li/SOCl2 akul suhteliselt tõsine pingehüstereesi nähtus, mis muudab pinge mõne minuti jooksul üldiselt 95% tipppingest tagasi. Kaks aastat 25 °C juures hoitud Li/SOCl2 akudel on madal algpinge, mis on tingitud liitiumi pinnale moodustunud LiCl passivatsioonikihist. Kui aku on lühises või suure vooluga korduvalt tühi, võib LiCl-kile puruneda ja tööpinget vähendada. Taastada. Tooted LiCl (valge) ja S (kollane) ladestusid positiivse elektroodi tahmasse, mis osaliselt blokeeris positiivse elektroodi mikropoorid. Ühelt poolt paisub positiivne elektrood veidi ja teiselt poolt takistab see elektrolüüdi difusiooni, suurendab kontsentratsiooni polarisatsiooni ja muudab aku järk-järgult ebaõnnestunuks.