应在一个宽广的温度范围内保持液态
核心提示:由于锂在水溶液中的反应性,因此要求锂负极电池一般必须采用非水电解质[5_。极性有机液
体是现有锂原电池最通用的电解质溶剂,但亚硫酰氯(s()Cl2)和硫酰氯(s()2 Cl2)电池例外。
由于锂在水溶液中的反应性,因此要求锂负极电池一般必须采用非水电解质[5_。极性有机液
体是现有锂原电池最通用的电解质溶剂,但亚硫酰氯(s()Cl2)和硫酰氯(s()2 Cl2)电池例外。
在这两种电池中,上述无机化合物既是溶剂,又是正极活性物质。电解质最重要的性能为:
①必须对质子呈惰性,即不存在反应性的质子或氢原子,尽管氢原子可能存在于分子中;
②必须不与锂(或者在锂表面上生成保护层,可防止进一步反应)和正极发生反应;
③必须有优异的离子电导率;
④应在一个宽广的温度范围内保持液态;
⑤应具有适宜的性质,如低蒸气压、高稳定性、无毒性和不易燃性。
解质以及亚硫酰氯(熔点-105℃,沸点78.8℃)和硫酰氯(熔点-54℃,沸点69.1℃)的
冰点都较低。在宽广的温度范围内都呈液态,这一性质使电池能在宽广的温度范围内,尤其
是能在低温下工作。
美国喷气动力试验室(Pasadena,加利福尼亚州)已经评估了多种类型的锂原电池,以
确定它们在-80℃下和更低的温度环境下操作星际探测器的能力[6];还对单个电池进行了
放电试验和阻抗谱测试的评估。在5种电池体系( Li/S()Cl2、L1,/S02、Li/Mn02、I,i/BCX
和I。i/CF.)中,发现只有锂/亚硫酰氯电池和锂/二氧化硫电池能在-80℃下提供最好的性
能。将电解质盐的含量降低到约0. 5mol时,发现可以改善这些电池在非常低温度下工作的
性能。以D型I_1/SOCl2电池为例,将I.1AICl4由1.Smol减至0.5mol时,则可使电池在
-85℃下以基准负载118Q和5.lfl脉冲Imin放电时的容量提升60%。
锂盐,诸如LiCI04、LiBr、L1CF3 S03、Lil和LiAICl4是提供离子传导最常用的电解质
溶质:溶质必须能够形成一种不与电极活性物质反应的稳定电解质。它必须可溶于有机溶剂
并离解形成导电电解质。室温下,采用Imol溶质通常可获得最大的电导率,但这些电解质
的电导率一般大约只有水溶液电解质的1,/10。为了适应这一低的电导率,通常采用缔小电
极间距和精心设计电池结构方式,以便把电阻降到最小,使电池提供离的输出比功率。
体是现有锂原电池最通用的电解质溶剂,但亚硫酰氯(s()Cl2)和硫酰氯(s()2 Cl2)电池例外。
在这两种电池中,上述无机化合物既是溶剂,又是正极活性物质。电解质最重要的性能为:
①必须对质子呈惰性,即不存在反应性的质子或氢原子,尽管氢原子可能存在于分子中;
②必须不与锂(或者在锂表面上生成保护层,可防止进一步反应)和正极发生反应;
③必须有优异的离子电导率;
④应在一个宽广的温度范围内保持液态;
⑤应具有适宜的性质,如低蒸气压、高稳定性、无毒性和不易燃性。
解质以及亚硫酰氯(熔点-105℃,沸点78.8℃)和硫酰氯(熔点-54℃,沸点69.1℃)的
冰点都较低。在宽广的温度范围内都呈液态,这一性质使电池能在宽广的温度范围内,尤其
是能在低温下工作。
美国喷气动力试验室(Pasadena,加利福尼亚州)已经评估了多种类型的锂原电池,以
确定它们在-80℃下和更低的温度环境下操作星际探测器的能力[6];还对单个电池进行了
放电试验和阻抗谱测试的评估。在5种电池体系( Li/S()Cl2、L1,/S02、Li/Mn02、I,i/BCX
和I。i/CF.)中,发现只有锂/亚硫酰氯电池和锂/二氧化硫电池能在-80℃下提供最好的性
能。将电解质盐的含量降低到约0. 5mol时,发现可以改善这些电池在非常低温度下工作的
性能。以D型I_1/SOCl2电池为例,将I.1AICl4由1.Smol减至0.5mol时,则可使电池在
-85℃下以基准负载118Q和5.lfl脉冲Imin放电时的容量提升60%。
锂盐,诸如LiCI04、LiBr、L1CF3 S03、Lil和LiAICl4是提供离子传导最常用的电解质
溶质:溶质必须能够形成一种不与电极活性物质反应的稳定电解质。它必须可溶于有机溶剂
并离解形成导电电解质。室温下,采用Imol溶质通常可获得最大的电导率,但这些电解质
的电导率一般大约只有水溶液电解质的1,/10。为了适应这一低的电导率,通常采用缔小电
极间距和精心设计电池结构方式,以便把电阻降到最小,使电池提供离的输出比功率。
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